某公司生料長期采用石灰石混合料、黑頁巖、硫酸渣三組分配料，2019年公司常用的鋁質(zhì)校正材料黑頁巖資源枯竭，先后改用粘土、紅土等作為鋁質(zhì)校正材料。由于粘土、紅土Al₂O₃含量在12％～14％左右，用其作為鋁質(zhì)校正材料配料，生料易燒性差，硅酸率偏高，在窯內(nèi)燒結(jié)范圍窄；熟料在煅燒的過程中飛砂大，預(yù)熱器系統(tǒng)易塌料，熟料結(jié)粒差，質(zhì)量波動大，產(chǎn)量低；熟料易磨性差，生產(chǎn)成本高。為解決生料配料的問題，公司廣泛開展調(diào)研，尋找更合適的替代校正料，采取新的配料方案，實(shí)施后效果顯著。

2019年4月，該公司積極尋找合適的鋁質(zhì)校正材料，在公司周邊調(diào)研的原燃料情況如表1所示。

表1 幾種硅鋁質(zhì)校正材料的化學(xué)成分，％

通過對比發(fā)現(xiàn)，煤矸石的化學(xué)成分與黑頁巖相近，而且K₂O、Na₂O也較低，是一種理想的鋁質(zhì)校正材料，并非常有利于低堿水泥的生產(chǎn)，公司決定采用煤矸石作為鋁質(zhì)校正材料。

該公司石灰石礦不同礦點(diǎn)的質(zhì)量情況如下：

(1)1號礦山石灰石易燒性最差，若使用量大，易造成熟料燒成質(zhì)量波動。

(2)2號礦山石灰石總體質(zhì)量優(yōu)良，CaO含量在48％～53％，MgO含量在0.8％左右，用其配制的生料易燒性好，產(chǎn)質(zhì)量易控制。

另外，在2號石灰石礦山開采剝離過程中，產(chǎn)生的粘土混合料是一種非常優(yōu)良的粘土原料的替代品，其Al₂O₃含量在14％左右，F(xiàn)e₂O₃含量在12％左右，堿含量在0.9％左右。充分利用礦山剝離的粘土混合料，有利于低堿水泥的生產(chǎn)，可減少煤矸石和鐵粉的配料量，降低生產(chǎn)成本，減少礦山開采剝離量，改善生態(tài)環(huán)境。

(3)1號礦和2號礦石灰石以1:9至2:8比例搭配下山。

生產(chǎn)實(shí)踐顯示，公司2號礦點(diǎn)石灰石中的夾層土，是一種非常優(yōu)良的硅質(zhì)、鋁質(zhì)、鐵質(zhì)原料，煤矸石是一種生產(chǎn)低堿水泥的較為理想的鋁質(zhì)校正材料。因公司無預(yù)均化堆場，所以采取了如下措施進(jìn)行生料配料：

(1)將2號礦山石灰石開采剝離過程中的粘土混合料，按要求搭配石灰石以混合料的形式破碎入庫，完全代替煤矸石用量，生料中煤矸石配比下降2％左右，鐵粉配比下降0.5％左右。

(2)為降低礦山粘土混合料搭配難度和利于燒成石灰石出庫搭配，2號配料庫石灰石CaO含量控制在43％～46％，1號、3號配料庫石灰石CaO含量控制在46％～49％，4號配料庫石灰石CaO含量控制在49％以上；2號采區(qū)西南角高鎂石與石灰石1:20搭配下山，控制最終石灰石MgO<1.5％。

(3)降低煤矸石粒度，控制進(jìn)廠煤矸石粒度≤50mm，根據(jù)熟料的化學(xué)成分及時調(diào)整煤矸石摻加比例，一般控制在4％～8％之間。窯中控室及時調(diào)整石灰石搭配出庫，保證配料的穩(wěn)定性。

(4)做好石灰石搭配人庫工作，具體入庫指標(biāo)見表2。

表2 石灰石入庫指標(biāo)

(5)控制熟料中Fe₂O₃+Al₂O₃的總量在8.8％左右，保持合適的液相量。熟料三率值設(shè)定為：KH=0.90±0.02，SM=2.5±0.1，AM=1.5±0.1，熟料Fe₂O₃控制在3.5％±0.2％。

(6)原煤要求：原煤熱值≥21736kJ/kg，灰分≤23％，全硫St,d≤1.0％，揮發(fā)分Vad25％～28％，焦渣特征：2～3。

5.1 原燃料的化學(xué)成分

該公司水泥生產(chǎn)各原燃料的化學(xué)成分如表3所示。

表3 各原燃料化學(xué)成分，％

5.2 配料、半成品、成品情況

(1)通過配料計算，各物料配比為：石灰石89.5％，煤矸石8.0％，硫酸渣2.5％。

(2)P·O42.5低堿水泥各物料配比為：熟料79.0％，粉煤灰16.0％，石膏5.0％。

(3)生產(chǎn)過程中各工序物料化學(xué)分析如表4所示。

表4 各工序物料化學(xué)成分，％

(4)熟料強(qiáng)度：熟料3d抗壓強(qiáng)度27MPa，熟料28d抗壓強(qiáng)度57MPa。通過以上各工序技術(shù)指標(biāo)分析，半成品和成品各項技術(shù)指標(biāo)均符合各品種水泥生產(chǎn)要求，生產(chǎn)的熟料是生產(chǎn)低堿水泥的理想半成品。

5.3 取得的成效

(1)充分利用礦山剝離的夾層粘土，解決了礦山排土難的問題，節(jié)約了石灰石和硫酸渣用量，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了公司經(jīng)濟(jì)效益，每年可消化外排堆存煤矸石約8萬余噸，為廢渣資源綜合利用做出了貢獻(xiàn)。

(2)由于煤矸石中的碳質(zhì)成分有助磨作用，原料磨機(jī)產(chǎn)量提升，與全部使用頁巖配料相比，電耗指標(biāo)得到改善，生料電耗為11kW·h/t。

(3)生產(chǎn)過程易控制，預(yù)熱器系統(tǒng)負(fù)壓穩(wěn)定，基本無塌料現(xiàn)象，熟料煅燒過程飛砂少，二次風(fēng)溫能穩(wěn)定在1100℃左右。熟料結(jié)粒均齊，fCaO合格率穩(wěn)中有升，產(chǎn)質(zhì)量均有所提高。

(4)生產(chǎn)過程中熟料堿含量穩(wěn)定在0.4％左右，生產(chǎn)的低堿水泥堿含量穩(wěn)定在0.5％左右。生產(chǎn)的低堿水泥滿足了甘肅、青海兩省鐵路、公路對低堿水泥的需求，得到了客戶好評。

(5)水泥混合材摻加量提高到16％左右，生產(chǎn)成本降低，充分發(fā)揮了熟料質(zhì)量效益。

(1)石灰石無均化堆場，搭配難度大，沒有準(zhǔn)確計量石灰石中粘土的配入量，造成生熟料化學(xué)成分有一定波動。為此，必須長期嚴(yán)格控制石灰石出入庫的搭配管理，以降低生產(chǎn)過程產(chǎn)質(zhì)量波動。

(2)窯產(chǎn)量基本保持不變。由于煤矸石有一定的熱值，在生料煅燒的過程中產(chǎn)生一定的熱量，C1預(yù)熱器出口溫度有不同程度的上升，在保證熟料Al₂O₃在5.0％左右的情況下，煤矸石用量宜為6％左右，粒度應(yīng)控制<50mm，燒失量控制<15％。

作者：孔德高，徐梅花

來源：《民和祁連山水泥有限公司》

微信公眾號：備件網(wǎng)（關(guān)注查詢更多資訊）

（本文來源網(wǎng)絡(luò)，若涉及版權(quán)問題，請作者來電或來函聯(lián)系！）