《無機材料工學教學》3-水泥生料制備

第三章硅酸鹽水泥原料及生料制備

３.1硅酸鹽水泥原料

生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的主要原料有石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料和校正原料。生產(chǎn)1t硅酸鹽水泥熟料約消耗1.6t左右的干原料，其中干石灰質(zhì)原料約占80％左右，干粘土質(zhì)原料約10％～15％。水泥工藝

編輯ppt3.1.1石灰質(zhì)原料

主要提供CaO石灰?guī)r、泥灰?guī)r、貝殼、糖濾泥等

水泥生產(chǎn)中常用的是含有碳酸鈣的天然礦石△石灰石由碳酸鈣所組成的化學與生物化學沉積巖。其主要礦物為方解石（CaCO3)，常含有白云石(CaCO3·MgCO3)、石英(結(jié)晶SiO2)，燧石(又稱玻璃質(zhì)石英、火石，主要成分為SiO2，屬結(jié)晶SiO2)、粘土質(zhì)及鐵質(zhì)等雜質(zhì)。水泥工藝

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△泥灰?guī)r

泥灰?guī)r是由碳酸鈣和粘土物質(zhì)同時沉積所形成的均勻混合的沉積巖。泥灰?guī)r中CaO量超過45%，稱為高鈣泥灰?guī)r;若其CaO含量小于43.5％，稱為低鈣泥灰?guī)r。△石灰質(zhì)工業(yè)廢渣

糖泥、電石渣，等主要成分Ca(OH)2水泥工藝

編輯ppt3.1.2粘土質(zhì)原料

主要提供SiO2、Al2O3

黃土、粘土、頁巖、粉砂巖、河泥等

△粘土是多種微細的呈疏松或膠狀密實的含水鋁硅酸鹽礦物的混合體，它是由富含長石等鋁硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)漫長地質(zhì)年代風化而成。根據(jù)粘土中主導礦物不同，將其分為高嶺石類、蒙脫石類、水云母類等。

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編輯ppt3.1.3校正原料

主要提供不足的氧化物

當粘土質(zhì)原料和石灰質(zhì)原料配合所得的生料不能符合配料方案要求時，摻加相應(yīng)的校正原料。鐵質(zhì)校正原料

鐵粉（硫酸渣）、低品位鐵礦石、銅礦渣等硅質(zhì)校正原料砂巖、河砂、粉砂巖等

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編輯ppt3.1.4原料的選擇

品位、雜質(zhì)其它工藝性能（均勻性、易磨性、水分等）供應(yīng)情況（儲量、價格）充分利用工業(yè)廢棄物和低品位資源水泥工藝

編輯ppt3.1.4原料的選擇

品位、雜質(zhì)其它工藝性能（均勻性、易磨性、水分等）供應(yīng)情況（儲量、價格）充分利用工業(yè)廢棄物和低品位資源水泥工藝

編輯ppt3.2原料破碎與烘干、輸送與儲存

3.2.1破碎

利用機械方法將大塊物料變成小塊物料破碎的目的：便于運輸，儲存，烘干，配料和粉磨。需要破碎的物料：石灰石，粘土等原料及熟料，石膏，混合材料，煤，等。水泥工藝

編輯ppt水泥工藝

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編輯ppt3.2.2烘干

利用熱能將物料中的水分汽化并排除的過程烘干的目的：提高磨機粉磨效率；利于粉狀物料的輸送、儲存和均化。常需要烘干的物料：粘土、煤、礦渣等。水泥工藝

編輯ppt回轉(zhuǎn)烘干機水泥工藝

編輯ppt烘干兼粉磨水泥工藝

編輯ppt3.2.3輸送與儲存

輸送粒狀或小塊狀的物料：皮（膠）帶輸送機、斗式提升機、振動輸送機、埋刮板式輸送機等

粉狀物料的輸送：螺旋輸送機（鉸刀）、斗式提升機、空氣輸送斜槽、氣力提升泵等

儲存設(shè)施：露天堆場、堆棚、聯(lián)合儲庫、圓庫、預均化設(shè)施兼儲存、儲料倉水泥工藝

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3.3原料的預均化

◆物料的均化通過采用一定的工藝措施，達到降低物料的化學成分波動振幅，使物料的化學成分均勻一致的過程。是保證熟料質(zhì)量、產(chǎn)量及降低消耗的基本措施和前提條件，也是穩(wěn)定出廠水泥質(zhì)量的重要途徑?！粼剂系念A均化原料或燃料在粉磨之前所進行的均化。降低原燃料成分波動，為準確配料、提高生料均勻性，穩(wěn)定熟料煅燒提供良好的條件。

編輯ppt◆原燃料預均化的原理“平鋪直取”—堆放時，盡可能地以最多的相互平行、上下重疊的同厚度的料層構(gòu)成料堆；取料時，按垂直于料層方向的截面對所有料層切取一定厚度的物料。水泥工藝

編輯ppt水泥工藝

編輯ppt水泥工藝

編輯ppt圓形預均化堆場料堆為圓環(huán)狀，在料堆的開口處，一端在連續(xù)堆料，另一端連續(xù)取料。

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３.3生料的配料及計算

生料—由石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料、少量校正等原料按比例配合，粉磨到一定細度的物料。要求生料化學成分和細度合理、均勻和穩(wěn)定生料化學成分隨產(chǎn)品品種、生產(chǎn)方法、原燃料品質(zhì)、窯型及其它生產(chǎn)條件等不同而有所差異。編輯ppt水泥工藝

3.3.1生料組成的選擇

水泥品種、性能要求原料品質(zhì)、燃料品質(zhì)工藝設(shè)備（均化設(shè)施、窯型規(guī)格等）生產(chǎn)成本能源、資源和環(huán)境負荷

無論是原料的選擇還是水泥生料或熟料組成的選擇，必須綜合考慮水泥性能要求、生產(chǎn)工藝要求和社會經(jīng)濟效益。

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3.3.2配料計算

根據(jù)原料成分、熟料設(shè)計組成（率值）計算配方配料計算的依據(jù)是物料平衡

（1）干燥基準：物料中的物理水分蒸發(fā)后處于干燥狀態(tài)，以干燥狀態(tài)質(zhì)量為計量單位，稱為干燥基準，簡稱干基。（2）灼燒基準：去掉燒失量以后，生料處于灼燒狀態(tài)。以灼燒狀態(tài)質(zhì)量為計算基準，稱為灼燒基準。（3）濕基準：用含水物料作計算基準時稱為濕基準，簡稱濕基。配料計算方法

誤差法、遞減試湊法、代數(shù)法及其用微機編制程序的計算方法。編輯ppt水泥工藝

3.4生料的粉磨粉磨—將小塊狀(粒狀)物料碎裂成細粉(100μm以下)的過程。生料粉磨—將原料配合后粉磨成生料的工藝。編輯ppt3.4.1粉磨流程及特點

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隨生產(chǎn)方法不同，生料粉磨流程可分為濕法和干法兩大類，而無論是濕法還是干法都有開路和閉路(圈流)系統(tǒng)之分。濕法生料粉磨系統(tǒng)普通干法生料粉磨系統(tǒng)烘干兼粉磨系統(tǒng)立式磨系統(tǒng)擠壓粉磨系統(tǒng)

閉路磨—帶選粉機，分選出來的粗粉回磨機重新粉磨，以提高粉磨效率。編輯ppt普通干法生料粉磨系統(tǒng)水泥工藝

編輯ppt立式磨水泥工藝

編輯ppt烘干兼粉磨系統(tǒng)水泥工藝

編輯ppt擠壓粉磨水泥工藝

編輯ppt3.4.2生料粉磨系統(tǒng)的發(fā)展特點

◆利用廢氣進行磨內(nèi)物料的烘干◆粉磨設(shè)備日趨大型化◆新型閉路粉磨系統(tǒng)◆磨機系統(tǒng)操作自動化

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編輯ppt3.4.3生料的粉磨細度及顆粒分布要求

合理的生料粉細度包括兩方面：一是使生料的平均細度控制在一定范圍內(nèi)，二是要使顆粒大小均勻，盡量避免粗顆粒。

一般，干法生料細度0.08mm方孔篩篩余8%～12%；濕法粉磨細度0.08mm方孔篩篩余12%～16%。水泥工藝

編輯ppt3.4.3生料的粉磨細度及顆粒分布要求

合理的生料粉磨細度包括兩方面：一是使生料的平均細度控制在一定范圍內(nèi)，二是要使顆粒大小均勻，盡量避免粗顆粒。

一般，干法生料細度0.08mm方孔篩篩余8%～12%；濕法粉磨細度0.08mm方孔篩篩