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1、LOGO第四节硅酸盐水泥的生料制备第六章水泥1一、水泥生产的主要原料二、原料的开采与输送三、原料破碎与烘干、输送与储存五、生料的配料及计算四、原料的预均化六、生料粉磨七、生料均化本节提要：2本节导入：3一、水泥生产的主要原料v生产硅酸盐水泥熟料的主要原料有石灰质原料和粘土质原料。有时根据需要掺加校正原料、外加剂，还可以利用工业废渣。4原料名称主要提供的成分备注石灰质原料CaO80%粘土质原料SiO2、Al2O3、少量Fe2O31015%校正原料铁质校正原料Fe2O3硅质校正原料SiO2铝质校正原料Al2O3外加剂矿化剂萤石、硫铁矿、金属尾矿等晶种熟料助磨剂亚硫酸盐纸浆废液等燃料固体燃料烟煤、无
2、烟煤我国常用的是煤液体燃料重油缓凝材料石膏、硬石膏、磷石膏等制成水泥的组份混合材料粒化高炉矿渣、粉煤灰等制成水泥的组份51、石灰质原料一、水泥生产的主要原料v主要成分：CaCO3v种类：石灰石；最常用大理石；泥灰岩、白垩土；贝壳、珊瑚类。GB50295-1999石灰质原料质量指标：项目CaOf-SiO2（燧石或石英）MgO（%）R2O（%）SO3（%）要求48430.616名称品位CaOMgOR2OSO3燧石或石英石灰石一级品482.51.01.04.0二级品45483.01.01.04.0泥灰岩35453.01.21.04.0一、水泥生产的主要原料1、石灰质原料72、粘土质原料一、水泥生产的
3、主要原料种类：粘土：东北的灰色、灰黄色粘土，南方的红壤、黄壤；黄土：主要分布在西北、华北；页岩、粉砂岩：缺少粘土的山部地区；河泥、湖泥：靠近江河湖海的地区粘土矿82、粘土质原料一、水泥生产的主要原料项目nPMgO（%）R2O（%）SO3（%）氯离子（%）要求3412134.02.00.015GB50295-1999粘土质原料质量指标：9一、水泥生产的主要原料3、校正原料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时，必须根据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为校正原料。103、校正原料一、水泥生产的主要原料名称常用材料质量要求铁质校正原料硫铁渣、低品
4、位铁矿石、炼铁厂的尾矿铅矿渣铜矿渣Fe2O340%硅质校正原料硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂岩、粉砂岩SiO2：70%90%n4.0；R2O4.0%铝质校正原料炉渣、煤矸石、矾土Al2O330%兼作矿化剂11一、水泥生产的主要原料4、低品位原料和工业废渣的利用v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。v工业废渣：主要指煤矸石、石煤、粉煤灰、炉渣等。12一、水泥生产的主要原料名称主要来源化学成分用途低品位石灰质原料天然低品位矿物CaO1.与CaO含量较高的石灰石搭配使用2.用硅质泥灰岩作粘土质原料和取代部分石灰质原料。石煤煤矿生
5、产废渣以SiO2、Al2O3为主，少量Fe2O3、CaO1.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。煤矸石低碳煤电石渣乙炔生产废渣Ca(OH)2可代替部分石灰质原料粉煤灰煤粉燃烧后粉状灰烬以SiO2、Al2O3为主1.作混合材料；2.代替部分或全部粘土参与配料。炉渣锅炉煤灰渣4、低品位原料和工业废渣的利用13一、水泥生产的主要原料名称矿物特征化学成分应用玄武岩一种分布较广的火成岩类似粘土，但Fe2O3、R2O偏高代替粘土质原料珍珠岩一种以玻璃态存在的火成非晶类物质属富含SiO2的酸性岩石可用作粘土质原料配料。赤泥烧结法从矾土中提取氧化铝时所排出的赤色废渣
6、与水泥熟料化学成分相比，Al2O3和Fe2O3含量高，CaO含量低可作湿法生产的粘土质原料。4、低品位原料和工业废渣的利用14二、原料的开采与输送钻眼爆破15二、原料的开采与输送钻眼石灰石矿山钻孔机钻孔机1、开采16二、原料的开采与输送2、装车17二、原料的开采与输送皮带机长距离输送石灰石3、输送18三、原料破碎与烘干、输送与储存破碎：利用机械方法将大块物料变成小块物料的过程（粒度大于mm）破碎的目的：便于工作于运输，储存，烘干，配料和粉磨。破碎的物料：石灰石，粘土等原料及熟料，石膏，混合材料，煤等1、破碎19水泥厂常用破碎设备一览表破碎类型破碎原理破碎比i允许物料含水（%）适宜破碎的物料颚式
7、、旋转式、颚旋式破碎机挤压3610石灰石、熟料、石膏细碎颚式破碎机挤压81010石灰石、熟料、石膏锤式破碎机冲击1015（双转子3040）10石灰石、熟料、石膏、煤反击式破碎机冲击104012石灰石、熟料、煤立轴锤式破碎机冲击102012石灰石、熟料、石膏、煤冲击式破碎机冲击103010石灰石、熟料、石膏风选锤式破碎机冲击、磨剥502008煤高速粉煤机冲击50180812煤齿辊式破碎机挤压、磨剥31520粘土刀式粘土破碎机挤压、冲击81218粘土20颚式破碎机常用破碎设备21锤式破碎机常用破碎设备22常用破碎设备反击式破碎机23破碎工艺流程单段破碎工艺流程二段破碎工艺流程24三、原料破碎与烘干
8、、输送与储存2、烘干基本原理：利用热气流作为干燥介质，将热量传给物料，使物料水分蒸发，蒸发出来的水再扩散到干燥介质中被干燥介质带走。烘干的目的：提高磨机粉磨效率；利于粉状物料的输送、储存和均化。常需要烘干的物料：粘土、煤、矿渣等。25三、原料破碎与烘干、输送与储存2、烘干单独烘干烘干兼粉磨回转烘干机悬浮烘干机流态化烘干机立式烘干塔烘干方法烘干设备26单独烘干系统：回转烘干机三、原料破碎与烘干、输送与储存2、烘干27三、原料破碎与烘干、输送与储存2、烘干单独烘干系统：逆流式烘干机28三、原料破碎与烘干、输送与储存2、烘干单独烘干系统：顺流式烘干机29三、原料破碎与烘干、输送与储存2、烘干烘干兼粉
9、磨：风扫磨30三、原料破碎与烘干、输送与储存3、输送与储存物料的输送粒状或小块状的物料：皮（胶）带输送机、斗式提升机、振动输送机、埋刮板式输送机等粉状物料的输送：螺旋输送机（铰刀）、斗式提升机、空气输送斜槽、气力提升泵等31三、原料破碎与烘干、输送与储存物料的储存储存的目的:平衡生产。储存期:某物料的储存量能满足工厂生产需要的天数。储存设施：露天堆场、堆棚、联合储库、圆库、预均化设施兼储存、储料仓3、输送与储存32四、原料的预均化均化的意义：降低原料成分波动，为准确配料、提高生料均匀性，稳定熟料煅烧提供良好的条件。均化：通过采用一定的工艺措施，达到降低物料的化学成分波动振幅，使物料的化学成分均
10、匀一致的过程。环节名称完成均化工作量的任务（%）原料矿山的搭配开采与搭配使用1020原料的预均化3040配料控制及生料粉磨010生料均化40生料均化链：33基本原理-“平铺直取”堆放时，尽可能地以最多的相互平行、上下重叠的同厚度的料层构成料堆；取料时，按垂直于料层方向的截面对所有料层切取一定厚度的物料，依次切取，直到取完。四、原料的预均化原料的预均化就是原料在粉磨之前所进行的均化。34四、原料的预均化矩型预均化堆场圆型预均化堆场预均化堆场预均化场类型：35四、原料的预均化矩形预均化堆场一般设两个料堆，一个在堆料，另一个在取料，相互交替。直线布置平行布置36四、原料的预均化矩形预均化堆场37圆形
11、预均化堆场料堆为圆环状，在料堆的开口处，一端在连续堆料；另一端连续取料。四、原料的预均化38四、原料的预均化圆形预均化堆场39五、生料的配料及计算生料由石灰质原料、粘土质原料、少量校正原料（有时还加入矿化剂、晶种等，立窑生产时还要加煤）按比例配合，粉磨到一定细度的物料。生料的类型干法生产生料粉，水分含量一般不超过1%。湿法生产生料浆，含水32%40%左右。立窑生产白生料、全黑生料、半黑生料等。生料粉40五、生料的配料及计算配料的目的（1）工艺设计（2）生产运行配料的原则（1）生料成分满足煅烧优质熟料的要求；（2）生料具有良好的易磨性和易烧性；（3）生产过程易于控制，便于操作，简化流程；（4）经
12、济、合理地使用矿山资源。41五、生料的配料及计算配料计算的依据:物料平衡即反应物的量等于生成物的量常用基准:（1）干燥基准：物料中的物理水分蒸发后处于干燥状态，以干燥状态质量所表示的计量单位。（2）灼烧基准：去掉烧失量（结晶水、二氧化碳与挥发物质等）以后，生料处于灼烧状态。以灼烧状态质量所表示的计算单位，称为灼烧基准。（3）湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。42五、生料的配料及计算配料方案:即熟料的矿物组成或熟料的三率值。配料方案的选择:选择合理的熟料矿物组成，即确定熟料三率值KH、n、p值。如何确定配料方案:应根据水泥品种、原料与燃料品质、生料质量及易烧性、熟料煅烧工艺与设
13、备等进行综合考虑。确定率值应注意1、三个率值要互相匹配，吻合，不能只强调某一率值而忽视其他两个。2、一般率值的波动范围：KH=目标值0.010.02，n=目标值0.1，p=目标值0.1。43五、生料的配料及计算方法很多，主要介绍:尝试误差法（包括递减试凑法、累加试凑法）配料计算的方法:44五、生料的配料及计算尝试误差法思路：假定原料配合比计算熟料组成计算结果与设定值比较不符合要求，则调整配合比重新计算，直到符合要求为止。计算步骤：1、确定熟料组成（KH、n、p）；2、计算煤灰掺入量：3、计算干燥原料配合比；4、计算湿原料配合比45式中：Ga熟料中煤灰掺入量，%；q单位熟料热耗，kJkg熟料；Q
14、netad煤的热值，kJkg；Aad煤的空气干燥基灰分含量，%；S煤灰沉降率，%（因窑型而异）；P煤耗，kgkg熟料。熟料中煤灰掺入量计算式五、生料的配料及计算46思路：根据熟料化学成分要求，依次加入各种原料，同时计算加入原料的化学成分。然后进行熟料成分累加计算，如发现成分不符要求，再进行试凑，直至符合要求。五、生料的配料及计算试凑递减法47基准：100kg熟料计算步骤：1、列出原料、煤灰的化学成分，煤的工业分析资料；2、计算煤灰的掺入量；3、选择熟料率值；4、根据熟料率值计算要求的熟料化学成分；5、递减试凑求各原料配合比；6、计算熟料化学成分并校验率值；7、将干燥原料配合比换算成湿原料配合比
15、。五、生料的配料及计算试凑递减法48【例】假设用预分解窑以三种原料配合进行生产，要求熟料的三个率值为：KH=0.89，SM=2.1，IM=1.3，单位熟料耗热为3350kJkg熟料，计算其配合比。表1原料与煤灰的化学成分表2煤的工业分析五、生料的配料及计算49v解：1)计算煤灰掺入量100kg熟料中的煤灰掺入量可以按下式近似计算：式中：Ga熟料中煤灰掺入量，；q单位熟料热耗，kJkg熟料；Qnetad煤的热值，kJkg；Aad煤的空气干燥基灰分含量，；S煤灰沉降率，；P煤耗，kgkg熟料。五、生料的配料及计算502)根据熟料率值，估计熟料化学成分:v已知KH=0.89，SM=2.1，IM=1.
16、3，假设97.5%，代入鲍格公式，熟料的化学成分为：Fe2O3=(2.8KH+1)(IM+1)SM+2.6IM+1.35)4.5%Al2O3=IMFe2O3=5.85%SiO2=SM(Al2O3+Fe2O3)=21.74%CaO=-(SiO2+Al2O3+Fe2O3)=65.41%五、生料的配料及计算51累加试凑过程（以100kg熟料为基准）五、生料的配料及计算计算步骤SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO+其他要求熟料成分-4.57Kg煤灰成分21.742.545.851.624.500.2065.410.232.500.09差-122Kg石灰石19.292.954.230.384.300.2365.1864.822.411.57差-23Kg粘土16.3416.163.853.394.071.260.360.320.
