陶瓷原料及配料计算

2.分类 2.分类 天然粘土质原料 其它粘土质原料 其它粘土质原料
△天然粘土质原料
华北与西北地区） ·黄土 （华北与西北地区） 黄土是没有层理的粘土与微粒矿物的天然混合 成因以风积为主，也有成因于冲积、坡积、 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。 积和淤积的。颜色以黄褐色为主。
质量要求
Fe2O3＞40%
铁质校 正原料
硅质校 正原料 铝质校 正原料
SiO2:70%~90% n﹥4.0；R2O﹤4.0% Al2O3﹥30%
四.低品位原料和工业废渣的利用
低品位原料：指那些化学成分、 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。 水泥生产要求的原料。如： 低品位石灰质原料、 低品位石灰质原料、 工业废渣：主要指煤矸石、石煤、 工业废渣：主要指煤矸石、石煤、粉煤 灰、炉渣等
△人工石灰质原料
·电石渣：是化工厂乙炔发生车间消解石灰排出的含 电石渣： 水约85%~90%的消石灰浆。其主要成分 水约 的消石灰浆。其主要成分Ca(OH)2， 可替代部分石灰质原料。常用于湿法生产。 可替代部分石灰质原料。常用于湿法生产。
碳酸法制糖厂的糖滤泥、氯碱法制碱厂的碱渣、 · 碳酸法制糖厂的糖滤泥、氯碱法制碱厂的碱渣、造 纸厂的白泥：其主要成分都是CaCO3，均可做石灰 纸厂的白泥：其主要成分都是 质原料。 质原料。
·化学成分必须满足配料的要求； 化学成分必须满足配料的要求； 有害杂质的含量应尽量少； ·有害杂质的含量应尽量少； 应具有良好的工艺性能。 ·应具有良好的工艺性能。
一.石灰质原料 石灰质原料
1.定义 定义 凡是以碳酸钙为主要成分的原料都属于石灰质原 料。
水泥生产中常用的是含有碳酸钙的天然矿石。 水泥生产中常用的是含有碳酸钙的天然矿石。
3.石灰质原料的选择 3.石灰质原料的选择
◇质量要求 石灰质原料使用最广泛的是石灰石， 石灰质原料使用最广泛的是石灰石，其主要成分 纯石灰石的CaO最高含量为56% CaO最高含量为56%， 是CaCO3，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、 、（Na CaO含量确定。有害成分为MgO、R2O、（Na2O、K2O）和 含量确定 MgO 游离SiO2。 游离SiO
主要矿物： 主要矿物：石英、长石、云母、方解石 硅率较低，一般为2.1～2.8 硅率较低，一般为
·粉砂岩
粉砂岩是由直径为0.01~0.1mm的粉砂经长期 粉砂岩是由直径为 的粉砂经长期 胶结变硬后碎屑沉积岩。 胶结变硬后碎屑沉积岩。 主要矿物：石英、长石、 黏土等， 主要矿物：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、 土质、硅质、铁质及碳酸盐质。颜色呈淡黄、淡 淡棕色、紫红色等，质地一般疏松， 红、淡棕色、紫红色等，质地一般疏松，但也有 较坚硬的。 较坚硬的。 • 粉页岩的硅率较高，一般大于3.0， 粉页岩的硅率较高，一般大于 ，可作为硅铝 质原料。 质原料。
第四章
硅酸盐水泥的原料 及配料计算
配料：根据水泥品种、原料的物理、 配料：根据水泥品种、原料的物理、化学性能与具体 的生产条件，确定原料的配合比， 的生产条件，确定原料的配合比，称为生料的配 简称配料。 合，简称配料。 本章主要内容： 本章主要内容： 1. 原料的种类及特征 2. 生料的易烧性 3. 熟料组成的选择 4. 配料计算
§4.1 原料的种类及特征 主要原料： • 生产硅酸盐水泥的主要原料：石灰质原料 生产硅酸盐水泥的主要原料 和粘土质原料。 和粘土质原料。 • 通常，生产1t硅酸盐水泥熟料约消耗 通常，生产 硅酸盐水泥熟料约消耗 硅酸盐水泥熟料约消耗1.6t左 左 右的干原料，其中干石灰质原料约占80％ 右的干原料，其中干石灰质原料约占 ％ 左右，干粘土质原料约10％～ ％～15％。 左右，干粘土质原料约 ％～ ％。
◇白云石、石灰石的判定方法： 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 10%盐酸滴在白云石上有少量的气泡产生， 盐酸滴在白云石上有少量的气泡产生 石上则剧烈地产生气泡。 石上则剧烈地产生气泡。
二.粘土质原料 粘土质原料
1.定义 1.定义 主要提供水泥熟料中SiO 主要提供水泥熟料中SiO2 、 Al2O3 和少量 Fe2O3 等成分原料的总称。 等成分原料的总称。
（煤矸石和粉煤灰含氧化铝较高，硅率较低，应掺加硅质 煤矸石和粉煤灰含氧化铝较高，硅率较低， 校正原料进行调整。） 校正原料进行调整。）
·粒化高炉矿渣：高炉冶炼生铁时所排出的废渣。 粒化高炉矿渣：高炉冶炼生铁时所排出的废渣。
3.衡量粘土质量的指标P 3.衡量粘土质量的指标P35 衡量粘土质量的指标 ·粘土的化学组成（硅率、铝率） 粘土的化学组成（硅率、铝率） ·含砂量 ·含碱量 ·粘土的可塑性 ·热稳定性 ·正常流动度的需水量
·白垩：由隐晶或无定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩 白垩： 主要成分：碳酸钙，含量80% 90%，甚至高于90% 80%90%。 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， 性能：易于粉磨和煅烧，是立窑水泥厂的优质石灰质 原料。 原料。 贝壳：含碳酸钙90％ ·贝壳：含碳酸钙 ％左右
4.粘土质原料的品质要求及选择 4.粘土质原料的品质要求及选择 △品质要求 品质要求
品位 n P MgO （%） R 2O 塑性指数 SO3（%） （立窑考虑） （%）
一级品
2.7~3.5
1.5~3.5
＜3.0
＜4.0
＜2.0
﹥12
二级品
2.0~2.7; 3.5~4.0
不限
＜3.0
＜4.0
Leabharlann Baidu
＜2.0
生产硅酸盐水泥所用原料
原料名称
石灰质原料
主要提供的成分
CaO SiO2、Al2O3 少量Fe2O3 Fe2O3 SiO2 Al2O3 如：CaF2 熟料
配比 （%）
~80 10~15
粘土质原料
铁质校正原料 校正 原料 硅质校正原料 铝质校正原料 矿化剂、 晶种、 助磨剂
外加剂
制造水泥的原料应满足以下工艺要求: 制造水泥的原料应满足以下工艺要求
△其它粘土质原料
·赤泥：制铝工业中用烧结法从矾土中提取氧化铝 赤泥： 时所排出的赤色工业渣。含水40 时所排出的赤色工业渣。含水 % ～50 %，含 大量C 故热耗低，但易沉淀结硬。 大量C2S，故热耗低，但易沉淀结硬。 ·煤矸石：采煤时排出的含煤量很少的黑色废石。 煤矸石：采煤时排出的含煤量很少的黑色废石。 粉煤灰：发电厂排出的工业渣。 ·粉煤灰：发电厂排出的工业渣。
石灰质原料的质量要求 成分 CaO MgO f-SiO2（燧 石或石英） 石或石英） ≤4 SO3 Na2O+ K2 O ≤0.6
含量 （％）
≥48
≤3
≤ 1
◇石灰质原料的选择
·搭配使用； ·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） ； ·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） ； ·新型干法水泥生产，还应限制K2O、Na2O、SO3、Cl等微量组分。
·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， 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。 华北、 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
包括
主要特征：粘粒占40﹪ 70﹪ 主要特征：粘粒占40﹪～70﹪ 40
石灰石
2.分类 分类 天然石灰质原料 分类 人工石灰质原料
△天然石灰质原料 石灰石： ·石灰石：由碳酸钙所组成的化学与生物化学沉积岩 主要成份: 主要成份: CaCO3 主要矿物：方解石（ 主要矿物：方解石（CaCO3) ，常含有白云石 硅质（石英或燧石属结晶SiO (CaCO3·MgCO3)、硅质（石英或燧石属结晶SiO2)、 含铁矿物和粘土质杂质。 含铁矿物和粘土质杂质。 制水泥用石灰石： 制水泥用石灰石：CaO ≥45～48﹪ ～ ﹪
名 称
主要来源
化学成分
用途
1.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。 1.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。
粘土矿物：伊利石为主，还有蒙脱石与拜来石等， 粘土矿物：伊利石为主，还有蒙脱石与拜来石等， 以及石英、长石、白云母、方解石、石膏等。 以及石英、长石、白云母、方解石、石膏等。 化学成分： SM=3.5～4.0 化学成分： SiO2 、 Al2O3为主 ，SM ～ IM=2.3 ～ 2.8 塑性指数： 塑性指数：8 ～12
﹥12
△选择粘土质原料时应注意的问题 ●n、p值要适当。 值要适当。 、 值要适当 尽量不含碎石、卵石，粗砂含量应小于5%。 ●尽量不含碎石、卵石，粗砂含量应小于 。 旋窑生产时对可塑性不做要求。 ●旋窑生产时对可塑性不做要求
三.校正原料 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， 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校正原料， 根据所缺少的组分掺加相应的校正原料， 这种以补充某些成分不足为主的原料称为 校正原料。 校正原料。
·泥灰岩 由碳酸钙和粘土物质同时沉积形成， 由碳酸钙和粘土物质同时沉积形成，属石灰岩 向粘土过渡的岩石。 向粘土过渡的岩石。 高钙泥灰岩：CaO﹥ KH﹥0.95， 高钙泥灰岩：CaO﹥45% KH﹥0.95，应与粘土配合 低钙泥灰岩：CaO﹤43.5％， ％，KH 0.8， 低钙泥灰岩：CaO﹤43.5％，KH﹤0.8，应与石灰石配 合 天然水泥岩： =43.5％～ ％～45% 天然水泥岩：CaO =43.5％～45% ，各率值与熟料相近
砂岩
页岩
◇铝质校正原料
补充氧化铝含量不足的原料， 补充氧化铝含量不足的原料，Al2O3＞30％。 ％ 常用：低品位矾土、煤渣、煤矸石、 常用：低品位矾土、煤渣、煤矸石、粉煤灰等
铝钙 渣
校正原料 一览表
名 称 常用材料
低品位铁矿石、炼铁厂 的尾矿、硫铁矿渣 铅矿渣 兼作矿化剂 铜矿渣 硅藻土、硅藻石、含 SiO2多的河砂、砂岩、 粉砂岩 炉渣、煤矸石、矾土
根据粘土中主导矿物不同， 根据粘土中主导矿物不同，粘土可分为以下
高岭石类: 红壤、 高岭石类 如：红壤、黄壤 蒙脱石类: 类 型： 蒙脱石类 水云母类: 水云母类 如黄土
共同化学式： 共同化学式：mSiO2·Al2O3·nH2O 主导矿物：粘土类同时含有几种粘土矿物 主导矿物：
时，其含量最多的矿物。 其含量最多的矿物。
红壤与 黄壤
主要高岭石，其次伊利石、 叙永石、三水铝矿，还有 2.5-3.3 石英、长石、赤铁矿
2-3
·页岩
是粘土受地壳压力胶结而成的粘土岩， 是粘土受地壳压力胶结而成的粘土岩，层理 明显，颜色不定，一般灰色、褐色或黑色。 明显，颜色不定，一般灰色、褐色或黑色。化学 成分与粘土类似，可作为粘土使用， 成分与粘土类似，可作为粘土使用，但其硅率较 通常配料时需掺加硅质校正原料。 低，通常配料时需掺加硅质校正原料。
粘土种类
名 称 主导矿物
伊利石与高岭石，还有长 石、石英、方解石、白云 母等
SM
IM
塑性指 数
18～27
红土
SO2低 Al2O3 1.4-2.6 Fe2O3 高 2-5
黑土与 棕壤
水云母与蒙脱石，还有石 英及长石、方解石、云母 等
SiO2高 2.6-2.9 17～20 2.7-3.1 17～45 20～25
◇铁质校正原料 补充氧化铁含量不足的原料， 补充氧化铁含量不足的原料，Fe2O3含量﹥40
·低品位铁矿石 低品位铁矿石
铁矿石
·炼铁厂尾矿 炼铁厂尾矿 ·硫铁矿渣 硫铁矿渣 ·铅矿渣或铜矿渣 铅矿渣或铜矿渣
◇硅质校正原料
补充氧化硅含量不足的原料， ％～90％， 补充氧化硅含量不足的原料，SiO2 ﹥ 70％～ ％， ％～ n＞4.0，R2O＜4.0。 ＞ ， ＜ 。 常用：砂岩、河砂、粉砂岩等。其中砂岩， 常用：砂岩、河砂、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， 难磨难烧，尽量不用，风化砂岩易于粉磨， 结晶 对煅烧影响小。 对煅烧影响小。