硫堿成分對(duì)水泥生產(chǎn)及質(zhì)量有何影響

1、堿成分對(duì)水泥質(zhì)量有什么危害？眾所周知，堿不論以何種形式存在，都會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)與質(zhì)量帶來如下不利。①使水泥快凝、早強(qiáng)，堿含量偏高時(shí)，可提高早期強(qiáng)度，但降低28天強(qiáng)度，易出現(xiàn)急凝、安定性不合格等現(xiàn)象。

②K2O、Na2O含量高的水泥易與堿活性骨料發(fā)生堿-骨料反應(yīng)而造成混凝土破壞性膨脹，即俗稱的“混凝土癌癥”。③過量的堿（K、Na）在生產(chǎn)中易造成窯內(nèi)結(jié)圈、預(yù)熱器及窯尾結(jié)皮堵塞，特別是影響窯后煙室的結(jié)皮。

2、硫成分在生料及煤中超量會(huì)對(duì)生產(chǎn)及質(zhì)量有何不利？雖然以生料的灼燒基，或以熟料為基準(zhǔn)，SO3僅占0.1%~2%，堿總量小于1%，但它們對(duì)窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及對(duì)水泥、混凝土質(zhì)量的影響是不可忽視的。

①影響煅燒工藝的正常運(yùn)行：過量的硫易引起窯內(nèi)結(jié)圈。為滿足低堿規(guī)定，特別是生產(chǎn)低堿水泥，煅燒時(shí)會(huì)因SO3過量而阻止熟料中C3S的形成。②不合理的硫堿比會(huì)影響熟料質(zhì)量及易燒性。

③熟料中的SO3越高，在水泥磨中的易磨性越差，并限制了石膏的加入量，繼而又影響水泥凝結(jié)時(shí)間。④影響水泥及混凝土強(qiáng)度：SO3較高時(shí)，有利于增加28天強(qiáng)度；最佳的SO3量可使一天的砂漿強(qiáng)度最大化，對(duì)后期強(qiáng)度或在升高溫度下的最大強(qiáng)度也有利。對(duì)于細(xì)度越粗、C3A和堿含量越高的水泥，需要更多的SO3，有利于強(qiáng)度；含有減水劑的混凝土也需要更高的SO3。

⑤形成的硫化物會(huì)對(duì)設(shè)備裝置腐蝕，特別是導(dǎo)致對(duì)煙氣管道嚴(yán)重腐蝕。

3、硫的循環(huán)及硫堿比對(duì)生產(chǎn)的影響機(jī)理是什么？①來自燃料中硫的氧化及硫酸鹽分解而成的硫化物主要形式是SO2，它們?cè)诟G內(nèi)遇高溫?fù)]發(fā)，在預(yù)熱器中降溫后又凝集的過程就是硫在窯內(nèi)的循環(huán)。理論上，SO2低溫下可氧化成SO3，但實(shí)際上99%的氣態(tài)硫化物將是SO2，它們幾乎都與預(yù)熱器中的K2O、Na2O和CaO結(jié)合，并在燒成區(qū)再度揮發(fā)，又到窯尾和四、五級(jí)預(yù)熱器形成硫循環(huán)結(jié)皮，不易揮發(fā)的堿性硫酸鹽才存在于熟料中，這種循環(huán)最終將引發(fā)預(yù)熱器結(jié)皮或堵塞出現(xiàn)。②堿在熟料中的賦存狀態(tài)取決于硫堿的摩爾比：

SG=SO3/(1.292Na2O+0.85K2O)當(dāng)SG＜1時(shí)，除形成K2SO4和Na2SO4外，K2O還和C2S形成不規(guī)則圓形KC23S12顆粒及殘留較多的f-CaO；Na2O和C3A形成暗色長(zhǎng)條狀NC8A3。當(dāng)SG＞1時(shí)，除形成K2SO4和Na2SO4外，剩余的SO3則形成CaSO4。

③硫與堿含量的比值在預(yù)分解窯的生產(chǎn)中影響很大，但保持硫堿比值的恒定是動(dòng)態(tài)的。因?yàn)槲锪显诟G內(nèi)停留時(shí)間特別短，堿（K、Na）很容易隨帶走，而硫化物仍在窯內(nèi)揮發(fā)循環(huán)，此時(shí)由于堿的缺乏，在窯的后部就會(huì)形成結(jié)皮結(jié)圈的惡性影響。如果窯的煅燒溫度過高，或火焰直掃到物料上，這種循環(huán)更會(huì)加劇，直到結(jié)皮或預(yù)熱器堵塞發(fā)生。而一旦在窯的低溫區(qū)域，這些硫化物還要釋放出來，使生成的熟料中SO3變高。當(dāng)SO3的化學(xué)當(dāng)量超過堿時(shí)，其揮發(fā)性更大。

另外，在設(shè)計(jì)電收塵的比電阻時(shí)，要考慮SO3、Cl2和H2O都會(huì)降低堿性粉塵比電阻。4、如何降低生產(chǎn)中的硫堿含量？①在配料中，對(duì)硫堿的含量及比例必須給予足夠的重視并保持，盡量避免過硬的配料。比如，在生產(chǎn)低堿熟料時(shí)，要更加嚴(yán)格限制生料和燃料中硫的含量；對(duì)于高堿石灰石的原料，可以適當(dāng)加入磷石膏，不僅降低堿對(duì)煅燒的危害，而且改善了生料易燒性。

②當(dāng)硫、堿含量對(duì)窯尾結(jié)皮形成嚴(yán)重威脅時(shí)，只有設(shè)置氣體（或物料）的旁路排放，可以減輕減緩上述現(xiàn)象。

③國(guó)外采取對(duì)廢氣用活性炭過濾“清洗”的方案，減少硫化物對(duì)生產(chǎn)的影響。當(dāng)生料中不能避免引入硫化物，特別是用黃鐵礦作為鐵質(zhì)原料時(shí)，讓窯尾廢氣通過干燥系統(tǒng)和生料磨機(jī)系統(tǒng)時(shí)，可以對(duì)SO2低溫吸收。此時(shí)，干燥制度極為重要，介質(zhì)的氣氛、溫度、各種氣體（如O2、SO2、CO2及水蒸氣等）的分壓以及被研磨介質(zhì)的化學(xué)或礦物結(jié)合能力等，均對(duì)吸附效果有重大影響。

5、高堿熟料能生產(chǎn)無堿害水泥嗎？混凝土中的堿-集料反應(yīng)可引起建筑物破壞，我國(guó)北方地區(qū)原料中普遍含堿較高，因此，如何利用這些原料生產(chǎn)無堿害水泥很有意義。

混凝土中堿主要來自水泥熟料、外加劑及混合材。熟料中的堿又分為可溶堿和不可溶堿兩種形式，可溶堿大部分主要是硫酸堿，不溶堿以固溶體形式存在于C2S、C3A、C4AF中。其中可溶堿對(duì)強(qiáng)度影響最大。

對(duì)此，某公司進(jìn)行了研制與實(shí)驗(yàn)工作。堿-集料反應(yīng)的宏觀表現(xiàn)為膨脹開裂，通過測(cè)定膨脹值的方法就可檢驗(yàn)這種反應(yīng)對(duì)混凝土的