原料及预均化处理88页PPT
(整理)原料及预均化技术
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(CaCO3)的天然矿石。
3.1.1.1 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(CaCO3)微粒组成,并常含有白云石(CaCO3·MgCO3)、石英(结晶SiO2)、燧石(又称玻璃质石英、火石,主要成分为SiO2,属结晶SiO2)黏土质及铁质等杂质。
CaO含量:纯石灰石含CaO56%,烧失量为44%,随杂质含量增加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:CaO<45%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。
原料及预均化处理PPT共89页
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
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原料及预均化处理
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法, 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现,法律就是这样 一种的 网,触 犯法律 的人, 小的可 以穿网 而过, 大的可 以破网 而出, 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏,庇 护着我 们大家 ;它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
原料及预均化处理
使用:代替粘土质原料 使用注意事项:因其可塑性、易磨性差,使
用时要强化粉磨。
三、煤矸石、石煤的利用
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。
化学成分:以SiO2、Al2O3为主,少量Fe2O3、 CaO,少量热值。
共同化学式:mSiO2·Al2O3·nH2O
黄土
黄土是没有层理的粘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。
页岩
页岩是粘土经长期胶结而成的粘土岩。一般形成与 海相或陆相沉积,或海相与陆相交互沉积。
化学成分类似于粘土,可作为粘土使用,但其硅率 较低,通常配料时需掺加硅质校正原料。
P
MgO R2O SO3 (%) (%) (%)
1.5~3.5 <3.0 <4.0 <2.0
不限 <3.0 <4.0 <2.0
塑性 指数
﹥12
﹥12
二、粘土质原料的品质要求及选择
(二)、选择粘土质原料时应注意的问题 1、n、p值要适当。 2、尽量不含碎石、卵石,粗砂含量应小于5%。 3、旋窑生产时对可塑性不做要求。 (三)粘土质原料的性能测试方法
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。
二、粘土质原料的品质要求及选择
(一)品质要求
品位
一级品 二级品
n
2.7~3.5 2.0~2.7; 3.5~4.0
第一章原料及其预处理PPT课件
铝氧八面体
特点: 六个顶点为氢氧原子团,
铝、镁或铁原子居于八面体中 央。
65
高岭石 (Kaolinite) : 晶体构造
特点:
a单元晶层构造:一片硅氧四面 体和一片铝氧八面体晶片组成, 晶层之间连接紧密,无晶格取代 现象发生;
b构造单元中原子电荷是平衡的, 无电性;
含量不宜过高,否则会使玻璃的结晶倾向增大,而且易使 玻璃发脆。 v CaO在高温时,能降低玻璃的粘度,促进玻璃的融化和澄 清,但当温度降低时,粘度增加得很快,使成型困难。
52
耐火材料生产
1、石灰石制成的石灰乳作为矿化剂用于硅砖生产 2、白云石质耐火材料
以白云石为主要原料的碱性耐火材料,其中氧化钙40-60%, 氧化镁30-42%;
钙质原料化学组成:CaO、CO2;少量的SiO2、Al2O3、 Fe2O3、MgO等杂质。
主要作用是提供制成无机非金属材料所需的CaO。 水泥生产
在硅酸盐水泥生产中,钙质原料是烧制硅酸盐水泥熟料的主 要原料之一。主要提供生产熟料矿物所需的CaO。生产1t硅酸 盐水泥熟料通常需要1.2~1.3t干石灰质原料。用于烧制硅酸盐水 泥熟料的钙质原料一般为石灰石和泥灰岩。其中方解石的结晶粒 度及石英或燧石的含量对水泥生料的易烧性影响很大。
冰 洲 石
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白 云 石 集 合 体
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冰 长 石
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正 长 石 晶 体
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方 解 石 集 合 体
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石 膏 晶 体
下一页 21
硬 石 膏 晶 体
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萤 石 集 合 体
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原料及预均化处理
(二)石灰质原料的选择
n 三、常见的石灰质原料的化学成分 n CaO, SiO2,Al2O3, Fe2O3 , MgO、R2O(Na2O、
K2O) n 四、石灰质原料性能测试方法 n 化学分析法 氧化物含量 n 差热分析法 分解温度 n X射线衍射 矿物组成 n 透射电子显微镜 微观结构
§2-2 粘土原料
n 石灰质原料的一般要求如下:
石灰质原料的一般要求如下
名称品位
石 一级品 灰 石 二级品
泥灰岩
CaO >48
MgO <2.5
R2O <1.0
SO3 <1.0
燧石或石英 (f-SiO2)
<4.0
45~48 <3.0 <1.0 <1.0 <4.0
35~45 <3.0 <1.2 <1.0 <4.0
(二)石灰质原料的选择
千枚岩
n 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。
n 岩石中的细小片状矿物定向排列,断面上可见许多 大致平行,极薄的片理,片理面呈丝绢光泽。
疏松,但也有较坚硬的。 n 粉页岩的硅率较高,一般大于3.0,可作为硅铝质
原料。
河泥、湖泥类
n 泥沙规律地分级沉降的产物。
n 其成分决定于河岸崩塌物和流域内地表流失土的成 分。
n 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,做粘土质原料使用。
n 页岩颜色不定,一般灰黄、灰绿、黑色及紫色等, n 结构致密坚实,层理发育,通常呈页状或薄片状。
粉砂岩
n 粉砂岩是由直径为0.01~0.1mm的粉砂经长期胶结 变硬后碎屑沉积岩。
n 主要矿物是石英、长石、粘土等 n 胶结物质有粘土质、硅质、铁质及碳酸盐质。 n 颜色呈淡黄、淡红、淡棕色、紫红色等,质地一般
第三章原料及预均化技术
本章小结
1. 硅酸盐水泥生产用的主要原料有石灰质原料、 粘土质原料;辅助原料有校正原料、外加剂、燃料、 缓凝剂、混合材料等。 2. 原料的准备包括开采、运输、破碎、烘干、输 送与储存等加工过程。 3. 原料的预均化堆场的布置方式有矩形和圆形两 种。
S——标准偏差(%) n—— 试样总数或测量次数,一般不应少于20~30个 xi——物料中某成分的各次测量值,xi~xn 1 n x x ——各次测量值的平均值,即 x = n ∑ i i =1
标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标,其值越小, 值越小, 值越小 成分越均匀。 成分越均匀。
2、变异系数: 、变异系数:
二、原燃料的预均化
定义: 定义:原燃料在储存、取用过程中,通过采用
特殊的堆取料方式及设施,使原料或燃料化学成分 波动范围减小,为入窑前生料或燃料成分趋于均匀 一致而作的必要准备过程。简言之,所谓原燃料的 预均化就是原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。
原理: 平铺直取” 原理:“平铺直取”
预均化工艺及设施
第三章
原料及预均化技术
§3-1 水泥生产用主要原料 §3-2 水泥生产用辅助原料 原料破碎与烘干、 §3-3 原料破碎与烘干、输送与储存 §3-4 原料的预均匀化
§3-1 生产硅酸盐水泥所用原料
原料名称
石灰质原料 粘土质原料 铁质校正原料 硅质校正原料 铝质校正原料 外加剂 矿化剂、 晶种、 助磨剂
预均化堆场: 预均化堆场:
1、类型 、
矩型预均化堆场 预均化堆场 圆型预均化堆场
矩型预均化堆场
一般设两个料堆,一个在堆料,另一个在取料,相互交替。 一般设两个料堆,一个在堆料,另一个在取料,相互交替。
矩型预均化堆场
圆型预均化堆场
精品课件--原料的破碎及均化
4、固相反应:
(1):反应过程:
T=800℃: CaO+Al2O3—→CaO·Al2O3 (CA) CaO+ Fe2O3—→CaO·Fe2O3 (CF) 2CaO+ SiO2—→2 CaO·SiO2 (C2S)
T=800--900℃: 7(CA)+5 CaO→12(C12A7) (CF)+ CaO→2 (C2F)
二、窑内带的划分
• 物料进入回转窑后,在高温作用下,进行 一系列的物理化学反应后形成熟料,按照 不同反应在回转窑内所占有的空间,被称 为“带”。窑内各带的划分情况见图6~2。
图6~2 回转窑内物料、气体温度分布图
• 1.干燥带:物料温度20~150℃,气体温度 200~400℃。
• 2.预热带:物料温度150~750℃,气体温度 400~1000℃。
1、水分蒸发
• T=100--150℃,脱分子水。包括吸附水和层 间水。
2、黏土矿物脱羟
• T=400--600℃,黏土矿物脱羟基水。 • 高岭石脱水→(500℃)偏高岭石→(1000℃)莫
来石+放热 活性强,体积收缩; • 蒙脱石、伊利石脱水仍具有晶体结构 活性差,蒙
脱石收缩而伊利石膨胀。因此伊利石不易作原料, 对于立窑和立波尔窑,因其用料球,会炸裂,热 稳定性差。
的存在会降低反应速度。 • d、矿化剂:加入少量能使晶体生成速度
加快,生料易烧的物质。
5、熟料的烧结:
• ⑴ 反应过程: • T=1250—1280℃,最低共熔,出现熔体。
C2S+CaO→C3S。体积收缩,结构致密。
⑵ 影响因素
• a、 最低共熔温度:两种或两种以上组分开始出现液相 的温度。(P45)
五、磨内通风
《水泥工艺学》第3章原料及预均化技术
3.2.2 燃料
(一)、固体燃料煤的种类 固体燃料煤,可用无烟煤、烟煤和褐煤。回转窑一般用烟 煤,立窑采用无烟煤或焦煤末。 1、无烟煤:无烟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。其收到基低热值一般为20900~ 29700kJ/kg(5000~7000kcal/kg)。 无烟煤结构致密坚硬,含碳量高,着火温度为600~700℃, 燃烧火焰短,是立窑煅烧熟料的主要燃料。
3.2.2 燃料
(二)、煤的组成及分析 煤的分析方法通常有二种:元素分析和工业分析。 1、元素分析法 用化学分析方法,分析燃料的主要元素百分数,即碳(C)、 氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)及灰分(A)和水分(M) 等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。 ③氧(O)、氮(N):不参与燃烧,不能放出热量。固体 燃料中含量约为1~3%。
原料必须满足一定的要求: 1.化学成分满足要求。
否则配料困难,甚至无法配料 2.含杂质少。
以免影响煅烧、水泥质量 3.应具有良好的工艺性能。
如易磨性、易烧性、易混合性等
类别
名称
备注
主要 石灰质原料 原料 黏土质原料
石灰石、白垩、贝壳等 黏土、黄土、页岩、粉煤灰等
1t熟料 --1.6t干
原料
铁质校正原料 硫铁矿渣、铁矿石、铜矿渣等 生产熟料
第三章 原料及预均化技术
3.1 水泥生产用主要原料 3.2 水泥生产用辅助原料 3.3 矿山开采 3.4 原料破碎与烘干、输送与储存 3.5 原料的预均化 3.6 提高原料预均化效果的主要措施
硅酸盐水泥原材料种类
水泥熟料的质量主要取决于生料率值的控制和成分的均齐。 制备合适的生料,并适应煅烧设备的性能,对原料就有一定的 要求。需正确合理地选择和控制原料质量 。
水泥工艺原料及预均化技术
泥灰岩是一种极好的水泥原料,其中石灰岩和粘土混合均 匀,易烧性好,有利于提高窑的产量,降低燃料消耗。
白垩是由海生生物外壳与贝壳堆积而成,主要由隐晶或无 定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩。其中常夹有粘土,碳 酸钙含量在90%以上。白垩结构疏松,易于粉磨和煅烧,是水泥 生产的优质原料。
3.1.1 石灰质原料
3.石灰质原料的选择 石灰石中夹杂呈结核状或透镜状的燧石(结晶SiO2)称为 燧石结核,它以石英为主要矿物,这种物质难磨、难烧,从而 影响到窑、磨的产量及熟料的质量。 重结晶的大理石与方解石结构致密,结晶粗大,完整,虽 化学成分较纯,CaCO3含量较高;但不易磨细与燃烧。
3.1.2 粘土质原料
3.2.2 燃料
(二)、煤的组成及分析 煤的分析方法通常有二种:元素分析和工业分析。 1、元素分析法 用化学分析方法,分析燃料的主要元素百分数,即碳(C)、 氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)及灰分(A)和水分(M) 等。这种分析方法可用于精确地进行燃烧计算。 ③氧(O)、氮(N):不参与燃烧,不能放出热量。固体 燃料中含量约为1~3%。
原料必须满足一定的要求: 1.化学成分满足要求。
否则配料困难,甚至无法配料 2.含杂质少。
以免影响煅烧、水泥质量 3.应具有良好的工艺性能。
如易磨性、易烧性、易混合性等
类别
名称
备注
主要 石灰质原料 原料 黏土质原料
石灰石、白垩、贝壳等 黏土、黄土、页岩、粉煤灰等
1t熟料 --1.6t干
原料
铁质校正原料 硫铁矿渣、铁矿石、铜矿渣等 生产熟料
3.1.1 石灰质原料
原料及预均化处理
•二、 矿化剂
定义:在煅烧过程中,能加速熟料矿物的形成
,本身不参加反应或只参加中间反应的物质。
类型:
矿矿化化剂剂 •物:如:石膏
•氯化物:CaCl2
复复合合矿矿化化剂剂•其他:如:铜矿渣、磷矿渣
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
,又兼做矿化剂。(FeO)
•一、校正原料
(二)、硅质校正原料 常用:硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂岩、
粉砂岩等。 其中砂岩,河砂中结晶SiO2多,难磨难烧,尽量不
用,风化砂岩易于粉磨,对煅烧影响小。 (三)、铝质校正原料 常用:炉渣、煤矸石、铝矾土等
•一、校正原料
(四)校正原料的质量要求
原料及预均化处理
•§2-1 石灰质原料
主要成分:CaCO3
天然(常用) 人工(工业废渣)
•§2-1 石灰质原料
一、种类及性质
•种类 :
石灰石 (最常用) 大理石 泥灰岩、白垩土 贝壳、珊瑚类
•石灰石
•定义: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(CaCO3)微粒组成,并常含有白云石 (CaCO3·MgCO3)、石英(结晶SiO2)、燧石(又称玻璃质 石英、火石,主要成分为SiO2,属结晶SiO2)粘土质及铁质等 杂质。 •分类:白云质石灰岩、硅质石灰岩、粘土质石灰岩 •CaO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: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。
•二、粘土质原料的品质要求及选择
(二)、选择粘土质原料时应注意的问题 1、n、p值要适当。 2、尽量不含碎石、卵石,粗砂含量应小于5%。 3、旋窑生产时对可塑性不做要求。 (三)粘土质原料的性能测试方法
第三章原料及预均化技术(课件)
纯净的石灰石白色。自然界中的石灰石
常因含杂质的含量不同而呈青灰、灰白、灰 黑、淡黄及红褐色等不同颜色。石灰石一般 呈块状,结构致密,性脆,莫试硬度3~4, 密度2.6~2.8g/cm3,,耐压强度随结构和孔 隙率而异,单向抗压强度在30~170MPa之间, 一般为80~140MPa,石灰石含水一般不大于 1.0%,水分大小随气候而异。
水泥厂的原料是用露天开采 开采过程:
剥离:覆盖层的剥离 开采:有用矿的开采
钻 眼 爆破 采 运
矿石的运输,根据采石场距工厂的距离及采 石场与工厂间的地形可以利用不同的运输工具。 ◇皮带输送机 ◇钢索绞车 ◇自动卸料汽车 ◇小型内燃机车 ◇火车装运 ◇架空索道
3.4 原料破碎与烘干、输送与储存
3.4.1破碎 1、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2~5mm)。 破碎的目的:便于运输、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。
料进行烘干。回转烘干机,流态烘干机, 振动烘干机,立式烘干窑(塔) ◇烘干兼粉磨(烘干磨):可简化流程,节 省设备和投资,减少人员,减少扬尘点,
还可以利用窑尾和冷却机的废气余热。采
用烘干磨时,要求入磨物料的平均水分小
于6%(也有的更高)。
烘干兼粉磨
3.4.3 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、
◇黄土 是没有层理的粘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。 ◇页岩 是粘土经长期胶结而成的粘土岩。一般 形成与海相或陆相沉积,或海相与陆相交 互沉积。化学成分类似于粘土,可作为粘 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。