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1、2 0 0 5 年水泥技术交流大会暨第七届全国水泥技术交流大会1 概述水泥厂发展循环经济的探索一一用低品位原燃料低能耗生产水泥泰至刚 中国建筑材料科学研究院京都议定书已经生效。我国正值实践“三个代表”思想、遵循科学发展观，抓循环经济、综合利用资源实现可持续发展的天时。水泥行业怎么利用地理条件和资源：从当前国情出发、充分发挥大中小水泥厂的积极性、抓住解决三农问题的重点，把发展生产和改善环境结合起来、加快提高最大多数人民的生活水平?从水泥厂自身的小循环看：发展循环经济需要围绕“节能、环保”推行清洁生产，对重点企业、新设计项目要开展耗能、耗水、环保科学的评价。立窑水泥厂必须解决收尘。现有水泥厂的生产
2、方式是高能耗、浪费资源，只有微利。需要抓紧调控机遇，优化结构、推进经济增长方式转变：研究与当地资源、环境现状相适应的经济结构和生产力布局：用先进适用技术改造传统产业、促进传统产业新型化。积极开展资源综合利用，推广采煤一一发电煤灰建材和废水回收利用等发展循环经济的好形式，促进各相关产业问物质、能量的循环利用。利于促进区域大循环，建设生态体系。水泥厂既是耗煤大户，也可以通过研究转化为环保产业。积极探索物质循环、能量多层次综合利用、开发可再生能源，尝试建设“整体、协调、循环、再生”的生态工业、农业和良性循环体系，成为变废为宝、化害为利的环保典型。研究发展中的多种问题，水泥厂可开发什么技术?2 低品位
3、原燃料制水泥低品位原燃料制水泥已经有过大量报道。“。”低品位原燃料泛指低品位、低价值的原燃料如低钙石灰石、低热值煤、煤矸石、煤渣以及某些岩矿和工业废渣。可用以代替或部分代替百余年来水泥工业以高钙石灰石、粘土、铁粉、煤老四样为主的水泥原料。在立窑上可代替矿化剂。对于要求配制高耐久性混凝土的水泥，还可作为混合材。应用老原料高钙石灰石、黏土、铁粉有许多弊病，要改变这种状态。利用工业废渣代土，废渣中的硅活性高、反应快，水泥窑煅烧熟料的煤耗降低、产质量提高，有利F 提高水泥厂自身效溘。利废减少废渣堆放d i 用土地，代土肯能、减排、保护生态。利废、代土的数量之多，成为保护环境的熏要和必要手段，在性质上转
4、化为环保产业、是许多行业所不及。能够做- NJ l 匝1 6 82 0 0 5 年水泥技术交流大会暨第七届全国水泥技术交流大会应自然、合理创造财富。实施中易于做到就地取材、就地生产、就地利用，减少运输能耗。对我国这样一个大量进口油料的国家具有重要意义。3 大力开发混合材为了增加水泥产量、节约能源、降低成本、特别是改善和调节水泥的性能，生产水泥时需要掺加一定数量的混合材料。建筑工程中采用砌筑水泥配制砌筑与抹面砂浆，是一种经济合理的方法，也是提高施工质量、降低工程造价的有效措施。生产砌筑水泥需要大量活性混合材料。制备高性能水泥混凝土也需要用活性混合材料。“水泥厂要大力发展高掺量混合材水泥。”水泥混
5、合材料的应用将超出现有范围，成为新型或特种水泥有效而且是必要的组分，用于发展新型的混凝土结构。在生产工艺上根据不同混合材料的特点采用不同的粉磨工艺充分发挥各种材料的作用，将生产综合能耗降至最低，也有利于提高商品混凝士的质量。“据预测，2 0 1 0 年水泥产量将达1 2 亿吨“。近年来各地大力发展磨细矿渣和开发混合材等技术，如报道“1 吨熟料生产1 0 吨水泥的技术”( 德国伊诺马特新型材料技术公司王平泽博士，技术顾问D r V R u d e r t ；锦州锦固水泥有限公司徐德成，锦州市科学技术情报研究所于世明等。当然后面的水泥不同于现行水泥，需要区别应用) 。如以达到1 吨熟料生产2 3
6、吨水泥计算，现有熟料产量已经基本满足生产1 2 亿吨水泥的发展需要。重点应该研究在现有装备上提高熟料质量和增加水泥产量。按低品位原燃料制水泥的经验，提高熟料质量的同时产量也会相应提高。因此，当前除了开发西部、开发高效装备等特殊情况外可以不增加生产熟料的装备能力，而要重视开发混合材。2 0 0 3 年矿渣排量为1 7 亿吨，近年来预计能达到2 亿吨。粉煤灰年排量约2 亿多吨。大量掺入作混凝土组分已为施工部门接受。有条件的施工部门就地应用比较经济。般施工单位还是应用水泥厂加混合材的水泥比较好。因为熟料与混合材在粉磨过程中具有少量化学反应、对性能有利，其混合程度是一般搅拌所达不到的。需要注意的是粉煤
7、灰含炭和钙的影响。为了满足多方面需要的水泥，现有混合材品种、数量都赶不上发展需要。开发沸腾炉渣、增钙液态渣，天然岩矿、生产混合材可以全面解决这个问题。3 1 沸腾炉渣( 煅烧煤矸石)沸腾炉烧煤矸石产出的炉渣可以作水泥混合材。1 9 8 4 年“六五”攻关烧矸石渣作混合材所得水泥的强度可比熟料强度高一个标号。这是因为煅烧温度正处高活性区、含炭量又低的缘故。当时因为老百姓不喜欢这种水泥的颜色，没有推广。1 9 8 7 年发表的“水泥混合材料的开发研究”一文指出：“开发混合材就是增产水泥”，“将烧矸石电站看成是混合材2 0 0 5 年水泥技术交流大会暨第七届全国水泥技术交流大会料的生产基地大力支持其
8、综合发展”的方向。1 9 9 0 年“七五”攻关项目沸腾炉烧煤矸石发电联产砌筑水泥的研究中发现这种水泥的后期强度增进率高，半年强度几可赶上普通水泥。反映了烧煤矸石作水泥混合材的潜力与前景。“3 2 增钙液态渣( 增钙水淬煤渣)增钙液态渣是火力发电厂排出的水淬煤渣。增钙渣在水泥中的掺量小于15 时，水泥2 8 天抗压强度高于熟料强度；掺量为1 5 3 5 时，强度变化不大：掺量大于3 5 - 一4 0 后强度下降。研究和应用情况表明：可以作为活性混合材料。标准也已制订多年，可以大规模推广应用。“3 3 建立混合材生产基地和水泥厂自产混合材可能：煤灰可以满足部分需要。水泥强度可 熟料强度，有利于提
9、高质量。利用低度煤灰多的特点，将电站看成混合材料的生产基地大力支持其综合发展。方法：低热值煤沸腾燃烧发电、煤渣做建材的适用技术。沸腾锅炉烧劣质煤、煤矸石发电联产混合材。前景：水泥厂自行选煤、产混合材、余热发电，形成中国特色的水泥厂零电耗。还可利用部分天然岩石。立窑厂煅烧适合与原有熟料矿物、岩石特性相配的特种熟料，以至高强掺合料。利于大规模开发利用低钙、高镁石灰石，煤矸石以至褐煤。只要减少原有高能耗熟料用量，从水泥配方中即可算出经济效益。据报道，平顶山煤业集团抓住国家鼓励发展综合利用电厂的有利时机，利用煤矸石、煤泥发展电力产业。规划2 0 0 7 年增加6 5 0 M W ，2 0 1 0 年达
10、1 4 0 0M W 。4 增产砌筑水泥砌筑水泥是由活性混合材料或具有水硬性的工业废料为主要原料加少量硅酸盐水泥熟料和石膏磨细制成的水泥硬性胶凝材料。用于配制砌筑、抹面砂浆。据统计：每年用量约占水泥总产量的2 5 4 0 ，美国年用2 0 0 0 多万吨，占总量3 0 以上。只是它列入特种水泥，所以在硅酸盐水泥统计数字中找不到。我国产量很少。砌筑砂浆过去多用3 2 5 # 以上水泥加石灰浆( 为了提高和易性好施工) 配制。工艺陈旧、石灰能耗高、性能也不理想。生产砌筑水泥可以不用石灰浆而大量利用工业渣，后期强度商、耐久性好。可谓一举三得。过去因为片面强调水泥质量的表观数字：水泥平均标号，是产量少
11、的重要原因。施工匕沼用老一套，怕麻烦、不讲究效益，也是原因之一。如果今后将考核水泥质量改为考核熟嗣标号，将大力改变现有落后面貌。考虑每年需要增产( 约1 2 2 0 0 力疗) 的红砖用砌块代替，约需0 4 亿吨砌筑水泥。再加上大量农田建设用水泥，砌筑水泥的需要应该偏高估计，如1 7 n2 0 0 5 年水泥技术交流大会暨第七届全国水泥技术交流大会达到3 0 4 0 。按市场需要生产多品种、多标号水泥，并不是都需要高标号。现用3 2 5 级水泥a 4 2 5 #一5 5 0 k g ( 硬练老标准) ，相当硬练标准的5 0 0 号! 不能算低标号水泥。刚解放的建筑物用的是4 0 0 号水泥，至
12、今完好。许多用高标号水泥的新建筑十几年就出现裂缝，这是什么原因? 高标号水泥要用多少、怎么用才好? 低标号水泥后期强度高、耐久性好。都应该深入研究，而且要提高到资源优化配置的战略高度来分析、计算。“近年来四川等地大量开发利用砌筑水泥，浙江某地3 2 5 级水泥比4 2 5 级水泥价格高，说明许多用户已经从实践体会到不一定用高标号才能得到高效益。5 水泥厂搞制品( 包括干拌砂浆、砌块、混凝土等)采用砌筑水泥( 砌块粘结剂) 生产砌块，能耗比烧砖低5 0 以上。其成分中5 0 以上是工业渣。砖是我国墙体材料主体，年产7 0 0 0 亿块( 1 3 6 7 亿方) ，用土1 8 亿吨，耗煤近7 0
13、0 0 万吨。如每年用砌块代替1 0 砖( 1 3 6 7 亿方) ，将是代土、大量利用废渣作混合材和骨料的更大范围的环保措施。办法之一是部分小水泥厂改产砌筑水泥、或叫做砌块黏结剂，利用工业渣作骨料。煤矸石( 特别是硬质掘进矸石) 、沸腾炉煤渣、粉煤灰、岩矿、砂石、建筑垃圾、筑路废石，以至江湖河海泥砂均可选择应用。水泥工业从应用低品位石灰石，利废代土、作混合材到利废生产砌块等水泥制品( 如用废渣做水泥砌块代红砖，是更大规模的利废代土) ，可以减轻环境负荷，转化为环保产业，成为整个社会实现可持续发展的有效组成部分。立窑和湿法窑还可利用废液、应用高硫煤。固硫转化为水泥有效组分，可以减少s 0 2
14、i 目 放，成为治理s O 。废气的有效方法。进一步研究综合利用江湖河海的泥砂，可兴存水之刹。半个多世纪以来，上海水泥厂湿法窑上一直用黄浦江江泥代土作原料。可谓先例。进一步要解决的是江泥重金属的影响，这又是湿法窑的强项。6 综合利用江湖河海泥砂从综合利用三峡库区泥砂谈起“水流必按趋向挟带一定泥沙。入坝泥沙将在水库上游淤积，使上游的水位逐年增高。大坝修成蓄水后将抬高的新河床，使洪水水位抬高且上延至上游淤塞上游港口。长江上游影响河床演变的造床质是砾卵石而不是泥沙，河床底部是卵石夹粗沙，而卵石淤积是不能被冲刷出库外的，大坝修成蓄水，上游冲下来的积石和悬沙将于重庆沉积，在水下形成一条堆石坝，最终堵塞重
15、庆港、阻断河道，并在洪水时壅及上游人烟稠密地区。”水流既能带来灌溉、航行之利；也因岩石经过自然风化破碎、粉化随水流走，抬高河床、暴阿时形成灾害。如何化害为利?2 0 0 5 年水泥技术交流大会暨第七届全国水泥技术交流大会再研究1 9 9 8 、2 0 0 3 年长江、渭河大水，水量不大、却成大灾。究其原因，都与泥沙淤积、河床抬高、存水减少有关。黄河年排泥沙1 7 1 8 亿吨，长江年排5 亿多吨；年产7 0 0 0 亿块红砖需土1 8 亿吨。把两组数字结合起来考虑，遍布各地的水泥厂( 已经具备的装备能力) 如能利用江湖河海的泥砂、卵石作水泥原料、混合材和骨料，生产水泥、固土剂、砌块、混凝土，确
16、可当此大任：有利于减少泥沙淤积、增加河床存水能力，减少暴雨形成的水灾。多年实际应用弄清沉积岩、岩浆岩、变质岩( 包括火山喷出岩) 用于生产水泥难烧程度的比较：黏土 沉积岩 岩浆岩 变质岩；也研究了作混合材、混凝土骨料的优势和方法。全面达到小康社会是当前的主要任务。小康不小康，首先看住房。2oo4 年农民收入增加，改善住房条件和小城镇建设是今后一个历史时期的重要建设内容。特别是在沿江、沿河结合生态建设，将会率先开展。利用量大面广而又廉价的泥砂、卵石开发泥砂石产业，老百姓用得起，利于可持续发展和减灾需要。顺应自然、综合利用，正是一条兼顾多方面需要的有效途径。7 综合利用含可燃物的固体废渣、包括农村废弃固体可燃物；解决烟尘问题， 如c o 。的出路等综合利用技术双燃点和多燃点快速煅烧：据资料介绍，成分是硅，有硅灰相似的作用利于提高强度。印度用沸腾炉烧稻壳做混合材。稻壳灰主要受此启发，加入锯末屑在生料磨中粉磨，在立窑上煅烧时由于空隙率提高、加快烧成，可叫做双燃点快速煅烧。就是加入与煤燃点5 5 0
