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1、第四章第四章 原料及预均化技术原料及预均化技术 4-1 石灰质原料 4-2 4-2 粘土质原料粘土质原料 4-7 4-7 原料的预均化原料的预均化 4-6 4-6 原料的破碎与烘干原料的破碎与烘干 4-5 4-5 原料的开采与运输原料的开采与运输 4-4 4-4 低品位原料和工业废渣的利用低品位原料和工业废渣的利用 4-3 4-3 校正原料校正原料原料名称原料名称主要提供的成分主要提供的成分配比（配比（%）石灰质原料石灰质原料CaO80粘土质原料粘土质原料SiO2、Al2O3少量少量Fe2O31015校正校正原料原料铁质校正原料铁质校正原料Fe2O3硅质校正原料硅质校正原料SiO2铝质校正原料
2、铝质校正原料Al2O3外外加加剂剂矿化剂矿化剂晶种晶种助磨剂助磨剂如：如：CaF2熟料熟料生产硅酸盐水泥所用原料生产硅酸盐水泥所用原料n主要成分：CaCO3 n天然（常用）n人工(工业废渣)4-1 4-1 石灰质原料石灰质原料一、种类及性质一、种类及性质 石灰石（最常用）大理石 泥灰岩、白垩土、贝壳、珊瑚类石灰质原料石灰质原料种类：定义：定义：是由碳酸钙组成的化学与生物化学沉积岩沉积岩。主要矿物：主要矿物：为方解石方解石（CaCO3）微粒组成，并常含有白云石白云石（CaCO3MgCO3）、石英石英（结晶SiO2）、燧石燧石（又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiO2，属结晶SiO2）粘土质及铁质
3、等杂质。分类：白云质石灰岩、硅质石灰岩、粘土质石灰岩分类：白云质石灰岩、硅质石灰岩、粘土质石灰岩CaOCaO含量含量：纯石灰石含CaO 56%，CO2烧失量为44%，白色，随杂质含量增加CaO含量减少。含水量：含水量：一般不大于1.0%，具体值随气候而异。含粘土杂质越多，水分越高。石灰石石灰石n定义：定义：是碳酸钙碳酸钙和粘土粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩沉积岩，属石灰岩向粘土过渡的中间类型岩石。是一种极好的水泥原料极好的水泥原料。(混合均匀，易于煅烧)n分类：分类：高钙泥灰岩：CaO45%,KH0.95n 低钙泥灰岩：CaO45%,KH0.1mm）过多的砂质土，不易磨细，会严重恶化
4、生料的易烧性。因此对黏土质原料中的粗粒石英含量、晶粒大小和形态要予以足够的重视。n新型干法水泥生产对黏土的可塑性不作要求。n但立窑和立波尔窑煅烧时的生料都要成球后入窑，成球质量对生产的影响非常显著，因此要求黏土质原料具有良好的可塑性。n一、校正原料一、校正原料n当石灰质原料和粘土质原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求不能符合配料方案要求时，必须根据所缺少的组分所缺少的组分掺加相应的原料，这种以补充某些成分不足为主的原料称校正原料。校正原料。2-3 2-3 校正原料、矿化剂、缓凝剂校正原料、矿化剂、缓凝剂n（一）铁质校正原料（一）铁质校正原料n常用：低品位的铁矿石铁矿石，炼铁厂尾矿尾矿及硫酸
5、厂工业废渣硫铁渣硫铁渣等。n目前有用铅矿渣铅矿渣或铜矿渣铜矿渣的，既是校正原料校正原料，又兼做矿化剂矿化剂。（FeO）n表3.8一、校正原料n（二）、硅质校正原料（二）、硅质校正原料n常用：硅藻土、硅藻石、含常用：硅藻土、硅藻石、含SiOSiO2 2多的河砂、砂岩、粉砂岩多的河砂、砂岩、粉砂岩等。等。n其中砂岩，河砂中结晶其中砂岩，河砂中结晶SiOSiO2 2多，难磨难烧，尽量不用，风多，难磨难烧，尽量不用，风化砂岩易于粉磨，对煅烧影响小。化砂岩易于粉磨，对煅烧影响小。n（三）、铝质校正原料（三）、铝质校正原料n常用：炉渣、煤矸石、铝矾土等常用：炉渣、煤矸石、铝矾土等一、校正原料（四）校正原料
6、的质量要求（四）校正原料的质量要求名名 称称常常 用用 材材 料料质质 量量 要要 求求铁质校铁质校正原料正原料硫铁渣、低品位铁矿、硫铁渣、低品位铁矿、炼铁厂的尾矿炼铁厂的尾矿铅矿渣铅矿渣铜矿渣铜矿渣 Fe Fe2 2OO3 340%40%硅质校硅质校正原料正原料硅藻土、硅藻石、蛋硅藻土、硅藻石、蛋白石、砂岩白石、砂岩SiOSiO2 2:70%90%:70%90%n:n:4.04.0；R R2 2OO 4.0%4.0%铝质校铝质校正原料正原料炉渣、煤矸石、矾土炉渣、煤矸石、矾土AlAl2 2OO3 3 30%30%兼作矿化剂兼作矿化剂一、校正原料n定义：定义：在煅烧过程中，能加速加速熟料矿物的
7、形成，本身不参加反应或只参加中间反应的物质。n类型：类型：矿化剂矿化剂 复合矿化剂复合矿化剂n作用作用：加速分解反应；加速固相反应；降低液相出现的温度；加速C3S的形成含氟化合物：如：CaF2(萤石)硫化物：如：石膏氯化物：CaCl2其他:如：铜矿渣、磷矿渣二、矿化剂n常用：常用：石膏n石膏的作用：石膏的作用：缓凝 提高水泥早强，改善水泥性能n类型：类型：天然石膏 工业副产石膏n掺量：掺量：3%6%最佳掺量由试验决定；多了会影响水泥安定性石膏：CaSO42H2O硬石膏：CaSO4三、缓凝剂n低品位原料：指那些化学成分、杂质含量与物理性能等不符合一般水泥生产要求的原料。如：低品位石灰质原料n工业
8、废渣：主要指煤矸石、石煤、粉煤灰、炉渣等3-3-4 4 低品位原料和工业废渣的利用n石灰质原料低品位化；nSi、Al质原料岩矿化；nFe质原料废渣化。目前水泥原料结构的一个新的技术方向目前水泥原料结构的一个新的技术方向使用低品位原料急工业废渣时应注意使用低品位原料急工业废渣时应注意n这些原料成分波动大，使用前先要取样分析，这些原料成分波动大，使用前先要取样分析，且取样要有代表性；且取样要有代表性；n使用时要适当调整一些工艺。使用时要适当调整一些工艺。n低品位石灰质原料：低品位石灰质原料：CaO48%或含较多杂质。其中白云石质岩不适宜生产硅酸盐水泥熟料，其余均可用。n与CaO含量较高的石灰石搭配
9、使用n用硅质泥灰岩作粘土质原料和取代部分石灰质原料。一、低品位石灰质原料的利用n玄武岩：玄武岩：是一种分布较广的火成岩，其颜色因异质矿物的含量而异，并由灰到黑，风化后表面呈红褐色。n成分：成分：类似粘土，但Fe2O3、R2O偏高。(助熔氧化物含量较多)n使用：使用：代替粘土质原料n使用注意事项：使用注意事项：因其可塑性、易磨性差，使用时要强化粉磨。二、玄武岩资源的开发与利用n煤矸石：煤矸石：煤矿生产时的废渣，是采煤和选矿过程中分离出来的，属泥质岩，夹杂一些砂岩。n化学成分：化学成分：以SiO2、Al2O3为主，少量Fe2O3、CaO，少量热值。n石煤：石煤：古生代和晚古生代菌藻类低等植物所形成
10、的低炭煤。其组成性质及生成等与煤无本质差别，属可燃沉积岩。三、煤矸石、石煤的利用1、代替粘土配料；2、经煅烧处理后作混合材；3、作沸腾燃烧室燃料，其渣作水泥混合材。n煤矸石、石煤的应用：煤矸石、石煤的应用：n粉煤灰：粉煤灰：是火力发电厂煤粉燃烧后所得的粉状灰烬。炉渣：炉渣：煤在工业锅炉燃烧后排出的灰渣。n成分：成分：以SiO2、Al2O3为主n利用：利用：1、作混合材料；2、代替部分或全部粘土参与配料。n作原料使用时应注意：作原料使用时应注意：1、加强均化；2、精确计量；3、注意可燃物对煅烧的影响；4、因其可塑性差，立窑生产时要搞好成球。粉煤灰及炉渣的利用n珍珠岩：珍珠岩：是一种以玻璃态存在的
11、火成非晶类物质，属富含SiOSiO2 2的酸性岩石，可用作粘土质粘土质原料配料。n赤泥：赤泥：是烧结法从矾土中提取氧化铝时所排出的赤色废渣，AlAl2 2OO3 3和FeFe2 2OO3 3含量高高，CaOCaO含量低低，赤泥浆含水大，可作湿法湿法生产的粘土质粘土质原料。n电石渣：电石渣：是化工厂乙炔发生车间消解石灰排出的含水约85%90%的废渣。主要成分是Ca(OH)Ca(OH)2 2,可替代部分石灰质石灰质原料。n碳酸法制糖厂的糖滤泥糖滤泥、氯碱法制碱厂的碱渣碱渣、造纸厂的白泥白泥：其主要成分都是CaCOCaCO3 3，均可做石灰质石灰质原料。四、其他原料n固体燃料 煤n液体燃料重油n气体
12、燃料煤气n煤正常煤低质煤灰分高热值低2-42-4燃料燃料n煤的化学成分：工业分析n水分W挥发分V固定碳C灰分A可燃成分可燃成分多，煤的发多，煤的发热量低热量低多，易燃，多，易燃，火焰长火焰长焦碳焦碳多，发热量低多，发热量低一、固体燃料n无烟煤（硬煤、白煤）无烟煤（硬煤、白煤）炭化程度深挥发分含量小于炭化程度深挥发分含量小于10%10%质硬、金属光泽、含碳量高，着火温度高质硬、金属光泽、含碳量高，着火温度高600600700 700 火焰短火焰短 热值热值2093429308 KJ/Kg 2093429308 KJ/Kg 立窑立窑n烟煤烟煤炭化程度较深挥发分含量炭化程度较深挥发分含量1540%1
13、540%质硬质硬 着火温度高着火温度高400400500 500 火焰较长火焰较长 而烟多而烟多 热值热值2093431401 2093431401 KJ/Kg KJ/Kg 回转窑回转窑n褐煤褐煤炭化程度较浅炭化程度较浅 挥发分含量较高挥发分含量较高4060%4060%，褐色无光泽，褐色无光泽 热值热值837418841 KJ/Kg 837418841 KJ/Kg 性质不稳定性质不稳定 易风化易风化 粉碎粉碎 易自燃易自燃煤的种类n烟煤烟煤热值热值 越高越好越高越好挥发分挥发分 高，着火快，火焰长高，着火快，火焰长 挥发分挥发分22%32%22%32%灰分灰分 煤灰进入熟料煤灰进入熟料 灰分小
14、于灰分小于27%27%水分水分 高高 燃烧速度慢，燃烧速度慢，适量水分促进适量水分促进C C和和OO的化合，的化合，发火后能提高辐射力发火后能提高辐射力 1.0%1.5%1.0%1.5%细度细度 粗，燃烧不充分，细，迅速完全粗，燃烧不充分，细，迅速完全回转窑对燃煤的质量要求n液体燃料 重油 渣油n气体燃料 煤气只适用于回转窑液体燃料和气体燃料石灰石矿山石灰石矿山石灰石矿山开采设备石灰石矿山开采设备破碎机皮带机长距离输送石灰石n一、破碎一、破碎n（一）、物料破碎的目的：（一）、物料破碎的目的：便于运输、储存、烘干、配料、喂料、粉磨便于运输、储存、烘干、配料、喂料、粉磨n（二）、常需破碎的物料：（
15、二）、常需破碎的物料：石灰石、块状粘土质原料、矿化剂、石膏、熟料等。石灰石、块状粘土质原料、矿化剂、石膏、熟料等。2-6原料的破碎与烘干原料的破碎与烘干n（三）、破碎工艺：（三）、破碎工艺：n破碎：破碎：利用机械方法将大块物料变成小块利用机械方法将大块物料变成小块物料的过程。（大于物料的过程。（大于2 25mm5mm）n破碎段破碎段：物料每经过一次破碎，称为一个物料每经过一次破碎，称为一个破碎段破碎段n破碎比破碎比：物料破碎前后的粒度之比。物料破碎前后的粒度之比。一、破碎一、破碎n烘干：烘干：利用热能将物料中的水分汽化并排除的过程。n烘干的目的：烘干的目的：提高磨机粉磨效率；利于粉状物料的输送
16、、储存和均化。n常需要烘干的物料：常需要烘干的物料：粘土、煤、矿渣等。二、烘干二、烘干（一）、被烘干物料的水分要求（一）、被烘干物料的水分要求 品品 种种石灰石石灰石粘粘 土土铁铁 粉粉煤煤天然水分天然水分1%15%5%不定不定入磨水分入磨水分1.5%5%3.0%采用普通干法粉磨工艺时采用普通干法粉磨工艺时 二、烘干二、烘干二、烘干方法及设备：二、烘干方法及设备：单独烘干单独烘干烘干兼粉磨烘干兼粉磨回转烘干机最成熟，常用回转烘干机最成熟，常用 悬浮烘干机悬浮烘干机流态化烘干机流态化烘干机立式烘干塔立式烘干塔烘干方法烘干设备二、烘干二、烘干工艺流程工艺流程n顺流式：物料运动方向与热烟气流向一致顺
17、流式：物料运动方向与热烟气流向一致n逆流式：物料运动方向与热烟气流向相反逆流式：物料运动方向与热烟气流向相反顺流式回转烘干机逆流式回转烘干机n（一）物料的输送（一）物料的输送常用的输送设备皮（胶）带输送机皮（胶）带输送机斗式提升机斗式提升机振动输送机振动输送机刮板输送机刮板输送机溜管溜管 等等机械输送机械输送气力输送气力输送气力提升泵气力提升泵空气输送斜槽空气输送斜槽三、物料的输送与储存n储存的目的：储存的目的：平衡生产n储存期：储存期：物料的储存量能满足工厂生产 需要的天数。n储存期过长，增加经营费用，过短则难以保证工厂生产连续均衡（原料生料熟料）。n表表3.183.18常用物料的最低可用储
18、存量及一般储常用物料的最低可用储存量及一般储存期存期（二）物料的储存n储存设施：露天堆场露天堆场堆棚堆棚预均化堆场、均化库预均化堆场、均化库圆库圆库联合储库联合储库储料仓储料仓 （料仓、料斗）（料仓、料斗）（二）物料的储存n一、基本概念：（一）、物料的均化 1 1、均化：、均化：通过采用一定的工艺措施措施，达到降低降低物料的化学成分波动波动振幅，使物料的化学成分均匀化学成分均匀一致的过程。2 2、均化的意义：、均化的意义：均化是保证熟料质量质量、产量产量及降降低消耗低消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥水泥质量质量的重要途径。3.3.预均化：预均化：原料破碎后，入磨前进行的均化2-7 原燃料的预均化矩型预均化堆场矩型预均化堆场圆型预均化堆场圆型预均化堆场n人字形堆料端面取料法n波浪形堆料端面取料法n倾斜形堆料侧面取料法2、堆料方式和取料方式n常用：常用：仓式预均化法。利用几个混凝土圆库或方库，库顶用卸料小车往复地对各库进料，卸料时几个库同时卸料或抓斗在方库上方往复取料。n特点：特点：平铺布料，但没有完全实现断面切取的取料方式，均化效果较差。一般H可达23。（二）、预均化库n简易端面取料式预均化堆场n单库进料、多库同时出料n倒库预均化（四）、其他简易预均化库演讲完毕，谢谢观看！