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1、3. 原料及预均化技术学习要点：掌握生产水泥所用原料的类型，每种类型原料提供的主要成分，各类原料中最常用的品种及 对主要成分含量的要求破碎比，破碎段数，烘干的目的，常用设备，原料预均化的定义、原理； 预均化堆场的类型，特点，影响均化效果的因素，描述物料均匀性的参数。理解 选择原料的原 则，原料进行预处理的工作内容 ， 生料均匀性对熟料煅烧的影响，生料均化链的组成，各环节 完成工作量的大小，原料预均化堆场的工作过程，设备类型。了解各类原料中常用品种的性能， 低品位原料的类型，主要成分，可作哪种原料使用，使用时应注意什么，原料的开采方式，开采 工艺，常用设备， 原料运输进厂的方式 。3.1 水泥生
2、产的主要原料 生产硅酸盐水泥熟料的主要原料有石灰质原料和黏土质原料。3.1.1 石灰质原料 凡是以碳酸钙为主要成分的原料都属于石灰质原料。它可分为天然石灰质原料和人工石灰质 原料两类。水泥生产中常用的是含有碳酸钙(CaCO )的天然矿石。33.1.1.1 石灰质原料的种类和性(1) 石灰石：是由碳酸钙组成的化学与生物化学沉积岩。主要矿物：为方解石(CaCO )微粒组成，并常含有白云石(CaCO MgCO )、石英(结晶SiO )、3 3 3 2燧石(又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiO，属结晶SiO )黏土质及铁质等杂质。22CaO含量：纯石灰石含CaO56%，烧失量为44%，随杂质含量增加
3、CaO含量减少。含水量：一般不大于 1.0%，具体值随气候而异。含 黏土杂质越多，水分越高。(2) 泥灰岩：是碳酸钙和 黏土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩，属石灰岩向黏土 过渡的中间类型岩石。是一种极好的水泥原料。分类：高钙泥灰岩：CaO 45%低钙泥灰岩：CaO45%有些地方产的泥灰岩成分接近制造水泥的原料，可直接烧制水泥，称天然水泥岩。 主要矿物：方解石(3) 白垩：是海生生物外壳与贝壳堆积而成的，富含生物遗骸，主要由隐晶或无定形细粒 疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。主要成分：碳酸钙，含量 80%-90%，甚至高于 90%。性能：易于粉磨和煅烧，是立窑水泥厂的优质石灰质原料。（4）贝壳和
4、珊瑚类: 主要有贝壳、蛎壳和珊瑚石。主要成分：含碳酸钙90%左右。表面附有泥砂和盐类（如MgCl、NaCl、KCl）等对水泥生产2 有害的物质，所以使用时需用水冲洗干净。目前沿海小水泥厂有的采用这种原料。3.1.1.2 石灰质原料的选择（1）石灰质原料的质量要求石灰质原料使用最广泛的是石灰石，其主要成分是CaCO，纯石灰石的CaO最高含量为56%,3其品位由CaO含量确定。有害成分为MgO、RO、（NaO、K0）和游离SiO。一般要求如下：2 2 2 2石灰质原料的质量要求成分CaOMgOf-SiO （燧石或石2英）SO3KO+NaO2 2含量（）48W3W4W10.6（2）石灰质原料的选择I
5、、搭配使用；II、限制MgO含量；（白云石是MgO的主要来源，含有白云石的石灰石在新敲开的断面上可 以看到粉粒状的闪光）III、限制燧石含量；（燧石含量高的石灰岩，表面常有褐色的凸出或呈结核状的夹杂物。）IV、新型干法水泥生产，还应限制KO、NaO、SO、Cl-等微量组分。223白云石、石灰石的判定方法：用 10%盐酸滴在白云石上有少量的气泡产生，滴在石灰石上则剧烈地产生气泡。（3）常见石灰质原料的化学成分石灰质原料在水泥生产中的作用主要是提供CaO,其次还提供SiO、Al 0、Fe O并同时带入2 2 3 2 3,少许杂质 MgO、S0 、RO 等32中国部分水泥厂所用石灰石、泥灰岩、白垩等
6、的化学成分详见下表：厂名名称烧失量Si02A1 02 3Fe 02 3CaOMgOK0+Na02 2S03C1-产地冀东水泥厂石灰石38.498.042.070.9148.04O. 820.80王官营宁国水泥厂石灰石41.303.991.030.4751.911.170.130.270.0057海螺山江西水泥厂石灰石41.592.500.920.5953.17O. 470.11O. 020.003大河山新疆水泥丿石灰石42.233.01O. 28O. 2052.980.50O. 0970.130.0038艾维尔沟双阳水泥厂石灰石42.483.030.320.1654.200.36华新水泥厂石灰
7、石39.835.821.770. 8249.741.16贵州水泥厂泥灰岩40.244.862.080.8050.690. 91北京水泥厂泥灰岩36.5910.952.641.7645.001.20偃师白垩36.3712.223.261.4045.840.81浩良河大理岩42.202.700.530.2751.232.440.060. 020.006羊圈顶子0. 23黄金山贵阳1.450.020. 001八家沟0. 140. 100.004浩良河（4）石灰质原料的性能测试方法石灰质原料中各种元素（或氧化物）的含量：可用化学分析方法定量确定。石灰质原料的分解温度：可用差热分析方法确定其中碳酸盐的分
8、解温度。石灰质原料的主要矿物组成：可用X射线衍射方法进行物相定性分析。石灰质原料的微观结构：可采用透射电子显微镜来研究方解石的晶粒形态、晶粒大小以及晶 体中杂质组分的存在形式；用电子探针可测试研究杂质组分的形态、含量、颗粒大小、分布均匀 程度等。3.1.2 黏土质原料黏土质原料系指含水铝硅酸盐物原料的总称。 主要化学成分是二氧化硅，其次是三氧化二铝、三氧化铁。3.1.2.1 黏土质原料的种类与特性 水泥工业采用的天然黏土质原料有黏土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等，使用最多的 是黏土和黄土。近年来多用页岩、粉砂岩等（1）黏土 黏土是多种微细的呈疏松或胶状密实的含水铝硅酸盐矿物的混合体，它是由
9、富含长石等铝硅 酸盐矿物的岩石经漫长地质年代风化而成。包括华北、西北地区的红土，东北地区的黑土与棕壤， 南方地区的红壤与黄壤等。根据黏土中主导矿物不同，将其分为高岭石类、蒙脱石类、水云母类等。（2）黄土黄土是没有层理的黏土与微粒矿物的天然混合物。成因以风积为主，也有成因于冲积、坡积洪积和淤积的。颜色以黄褐色为主。（3）页岩页岩是黏土经长期胶结而成的黏土岩。一般形成与海相或陆相沉积，或海相与陆相交互沉积。化学成分类似于黏土，可作为黏土使用，但其硅率较低，通常配料时需掺加硅质校正原料。页岩 颜色不定，一般灰黄、灰绿、黑色及紫色等，结构致密坚实，层理发育，通常呈页状或薄片状。（4）粉砂岩粉砂岩是由直
10、径为0.010.1mm的粉砂经长期胶结变硬后碎屑沉积岩。主要矿物是石英、长 石、 黏土等，胶结物质有黏土质、硅质、铁质及碳酸盐质。颜色呈淡黄、淡红、淡棕色、紫红 色等，质地一般疏松，但也有较坚硬的。粉页岩的硅率较高，一般大于3.0，可作为硅铝质原料。（5）河泥、湖泥类 江、河、湖、泊由于流水速度分布不同，使挟带的泥沙规律地分级沉降的产物。其成分决定 于河岸崩塌物和流域内地表流失土的成分。建造在靠江、湖的湿法水泥厂，可利用挖泥船在固定 区域内进行采掘，做 黏土质原料使用。（6）千枚岩 由页岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩经低级区域变质作用形成的变质岩称千枚岩。岩石中的细小 片状矿物定向排列，断面上可见许
11、多大致平行，极薄的片理，片理面呈丝绢光泽。岩石常呈浅红、 深红、灰及黑等色。3.1.2.2 黏土质原料的品质要求及选择（1）品质要求黏土质原料的质量要求品位nPMgO(%)RO(%)2SO (%)3塑性指数级品2.73.51.53.53.04.012二级品2.02.7 或3.54.0不限3.04.012（2）、选择 黏土质原料时应注意的问题I n、p值要适当。II尽量不含碎石、卵石，粗砂含量应小于5%。III旋窑生产时对可塑性不做要求。3.2 水泥生产用辅助原料3.2.1 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
12、些成分不足为主的原料称校正原料。(1) 铁质校正原料当氧化铁含量不足时，应掺加氧化铁含量大于 40的铁质校正原料。 常用：低品位的铁矿石，炼铁厂尾矿及硫酸厂工业废渣硫酸渣等。 目前有用铅矿渣或铜矿渣的，既是校正原料，又兼做矿化剂。(2) 硅质校正原料当生料中SiO含量不足时，需掺加硅质校正原料。2常用：硅藻土、硅藻石、含 SiO 多的河砂、砂岩、粉砂岩等。其中砂岩，河砂中结晶 SiO 22 多，难磨难烧，尽量不用，风化砂岩易于粉磨，对煅烧影响小。(3) 铝质校正原料当生料中 AlO 。含量不足时，需掺加铝质校正原料。23常用：炉渣、煤矸石、铝矾土等(4) 校正原料的质量要求校正原料常用品种及质
13、量要求校正原料常用品种质量要求铁质校正原料低品位的铁矿石、炼铁厂尾矿、硫酸厂工业废渣硫酸渣(俗称铁粉)铅矿渣，铜矿渣(还兼作矿化剂)Fe O 40%2 3硅质矿化剂硅藻土、硅藻石、含SiO多的河沙、砂岩、2粉砂岩n4.0；SiO :270%90%R0V4.0%2铝质校正原料炉渣、煤矸石、铝矶土Al O 30%2 33.2.2 燃料水泥工业是消耗大量燃料的企业。燃料按其物理状态的不同可分为固体燃料、液体燃料和气 体燃料三种。中国水泥工业目前一般采用固体燃料来煅烧水泥熟料。(1)固体燃料的种类和性质固体燃料煤，可分为无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般使用烟煤，立窑采用无烟煤或焦煤末。 无烟煤又叫硬煤、
14、白煤，是一种碳化程度最高，干燥无灰基挥发分含量小于10%的煤。 其收缩基低热值一般为2090029700J / kg(50007000kcal / kg)。无烟煤结构致密坚硬，有 金属光泽，密度较大，含碳量高，着火温度为600700C，燃烧火焰短，是立窑煅烧熟料的主 要燃料。 烟煤烟煤是一种碳化程度较高，干燥灰分基挥发分含量为15%40%的煤。其收缩基低 热值一般为 2090031400kJ/ kg(50007500kcal/ kg)。 结构致密，较为坚硬，密度较大， 着火温度为400500C，是回转窑煅烧熟料的主要燃料。 褐煤褐煤是一种碳化程度较浅的煤，有时可清楚地看出原来的木质痕迹。其挥发分含量 较高，可燃基挥发分可达40%60%，灰分20%40%，热值为83741884J / kg。褐煤中自 然水分含量较大，性质不稳定，易风化或粉碎。(2)煤的质量要求水泥工业用煤的一般质量要求见下表水泥工业用煤的一般质量要求窑型灰分/%挥发分/%硫/%低位发热量/(kj/kg)
