硅酸盐水泥的原料及其准备(一)参考模板

综述：生产硅酸盐水泥熟料的原料主要是：石灰质原料：主要提供CaO；

粘土质原料：主要提供SiO

2、Al

2

O

3

、以及少量Fe

2

O

3

；

校正原料：补充某些不足的成分，分硅质校正原料、铝质校正原料、铁质校正原料三种。

实际生产过程中，根据具体生产情况有时还需加入一些辅助材料，如矿化剂、助熔剂、晶种、助磨剂等。水泥磨中还要加入缓凝剂，混合材料等。

料耗：生产1t熟料所消耗的生料量。一般为1.6t/t左右，其中石灰质原料约占80%左右，粘土质原料约占10%~15%。

1 石灰质原料

1.1 定义：

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。分天然的和人工的（即工业废渣）两类，水泥生产中常用的是含有CaCO

3

的天然矿石。

1.2 种类及性质

常用的天然石灰质原料有：石灰岩、泥灰岩、白垩、大理岩、海生壳类等。我国常用的是石灰岩（俗称石灰石），泥灰岩，个别小厂用白垩或贝壳。

可以部分替代石灰石的工业废渣主要有：矿渣、镁渣等。

（一）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

3）微粒组成，并常含有白云石（CaCO

3

·MgCO

3

）、石

英（结晶SiO

2）、燧石（又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiO

2

，属结晶SiO

2

）

粘土质及铁质等杂质。

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。含粘土杂质越多，水分越高。（二）泥灰岩：是碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩，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。

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

（三）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。

1.3 石灰质原料的选择

1.3.1 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

3

，纯石灰石的CaO最高

含量为56%，其品位由CaO含量确定。有害成分为MgO、R

2O、（Na

2

O、K

2

O）和游

离SiO

2

。一般要求如下：

(1) 搭配使用；

(2) 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）

(3) 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。）

(4) 新型干法水泥生产，还应限制K

2O、Na

2

O、SO

3

、Cl-等微量组分。

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。

2 粘土质原料

2.1 概念：粘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。

2.2 粘土质原料的种类与特性

水泥工业采用的天然粘土质原料有粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等，使用最多的是粘土和黄土。近年来多用页岩、粉砂岩等

（一）、粘土

粘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。

根据粘土中主导矿物不同，将其分为高岭石类、蒙脱石类、水云母类等。（二）、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。

（三）、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。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。

（四）、粉砂岩

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。主要矿物是石英、长石、粘土等，胶结物质有粘土质、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。

（五）、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，做粘土质原料使用。

（六）、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。

2.3 粘土质原料的品质要求及选择

（一）、品质要求