原料及预均化处理

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•兼作矿化 剂
•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 •含氟化合物:如:CaF2(萤石)
•硫化物: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
•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
•三、粘土质原料的应用实例
粘土质 石灰质 相关联(MgO、R2源自文库(Na2O
、K2O)限量)
,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
火焰短 热值 20934~29308 KJ/Kg 立窑 烟煤 炭化程度较深 挥发分含量15~40% 质硬 着火温度高
400~500℃ 火焰较长 而烟多 热值 20934~31401 KJ/Kg 回转窑 褐煤 炭化程度较浅 挥发分含量较高40~60% ,褐色无光泽 热值 8374~18841 KJ/Kg 性质不稳定 易风化 粉碎 易自燃
主要化学成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3
•一、粘土质原料的种类与特性
种类: 粘土:东北的灰色、灰黄色粘土 南方的红壤、黄壤 黄土:主要分布在西北、华北 页岩、粉砂岩: 河泥、湖泥:靠近江河湖海的地区
使用最多的是粘土和黄土。近年来多用页岩、粉 砂岩等
•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。
•石灰石矿山
•石灰石矿山开采设备
•破碎机
(如MgCl2,NaCl)等有害物质。
•§2-1 石灰质原料
二、石灰质原料的选择 石灰质原料的质量要求 石灰质原料的选择
•(一)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、R2O(Na2O、K2O)和游离SiO2。
赤泥:是烧结法从矾土中提取氧化铝时所排出的赤色废渣, Al2O3和Fe2O3含量高,CaO含量低,赤泥浆含水大,可作湿法 生产的粘土质原料。
电石渣:是化工厂乙炔发生车间消解石灰排出的含水约 85%~90%的废渣。主要成分是Ca(OH)2,可替代部分石灰质原 料。
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,均可做石灰质原料。
工业废渣:主要指煤矸石、石煤、粉煤 灰、炉渣等
•目前水泥原料结构的一个新的技术方向 石灰质原料低品位化; Si 、Al质原料岩矿化; Fe质原料废渣化。
•使用低品位原料及工业废渣时应注意
这些原料成分波动大,使用前先要取样分析, 且取样要有代表性;
使用时要适当调整一些工艺。
•一、低品位石灰质原料的利用
一、采掘
•方式:露天开采

地下开采

水下开采
•包括
•剥离:搬移土岩(覆盖层) •开采:采开矿石
•(一)、剥离
剥离方式: 覆盖层是松散状的浮土,采用电铲或人
工挖取,也可用水力冲洗引法。 覆盖层是硬质岩石废矿,先进行覆盖层
的爆破,再剥离。
•(二)、开采:
1、开采方式: 较松散状的矿体,用机械直接挖取,也可用人工挖取。 硬质矿体,先爆破再采装、运输排卸。 2、开采工艺: 按采掘方式分: 竖直挖取 平卧挖取 按作业形式(即工业环节连续程度)分: 循环作业 连续作业 半连续作业。 目前最常见的开采工艺:竖直挖取的水平分段循环作业开采工艺
•§2-4 燃 料
固体燃料 煤 液体燃料 重油 气体燃料 煤气
煤 正常煤 低质煤 灰分高 热值低
•一、固体燃料
煤的化学成分:工业分析
•可燃成分
水分W 挥发分V 固定碳C 灰分A
•多,煤的发 热量低
•焦碳
•多,易燃, 火焰长
•多,发热量低
•煤的种类
无烟煤(硬煤、白煤) 炭化程度深 挥发分含量小于10% 质硬、金属光泽、含碳量高,着火温度高600~700℃
主导矿物:粘土类同时含有几种粘土矿物时,其含量最 多的矿物。
类型:高岭石类: 2SiO2·Al2O3·2H2O如:红壤、黄壤 蒙脱石类:4SiO2·Al2O3·nH2O 水云母类: 如黄土
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。
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。
•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
成分:类似粘土,但Fe2O3、R2O偏高。(助 熔氧化物含量较多 )
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。
•泥灰岩
定义: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。(混合均匀,易于煅烧)
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(CaO 43.5%~45%),可直接烧制水泥,称天然水泥岩。
•回转窑对燃煤的质量要求
烟煤 热值 越高越好 挥发分 高,着火快,火焰长 挥发分22%~32% 灰分 煤灰进入熟料 灰分小于27% 水分 高 燃烧速度慢, 适量水分促进C和O的化合
,发火后能提高辐射力 1.0%~1.5% 细度 粗,燃烧不充分,细,迅速完全
•立窑用煤要求
挥发分小于10%的无烟煤或焦炭屑 挥发分高,在预热带受热,逸出,损失 对低质煤有较大适应性,和原料配合,粉磨均匀
石煤:古生代和晚古生代菌藻类低等植物所 形成的低炭煤。其组成性质及生成等与煤无 本质差别,属可燃沉积岩。
煤矸石、石煤的应用:
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。
粉煤灰及炉渣的利用
粉煤灰:是火力发电厂煤粉燃烧后所得的粉状灰烬。 炉渣:煤在工业锅炉燃烧后排出的灰渣。
成分: 以SiO2、 Al2O3为主 利用:1、作混合材料;
2、代替部分或全部粘土参与配料。 作原料使用时应注意:1、加强均化;2、精确计量;
3、注意可燃物对煅烧的影响; 4、因其可塑性差,立窑生产时要搞好成球。
四、其他原料
珍珠岩:是一种以玻璃态存在的火成非晶类物质,属富含SiO2 的酸性岩石,可用作粘土质原料配料。
石灰质原料的一般要求如下:
石灰质原料的一般要求如下
(二)石灰质原料的选择
1、搭配使用;48% 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K2O、Na2O、SO3、 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。
•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。
•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。
低品位石灰质原料:CaO<48%或含较多杂 质。其中白云石质岩不适宜生产硅酸盐水泥 熟料,其余均可用。
与CaO含量较高的石灰石搭配使用 用硅质泥灰岩作粘土质原料和取代部分石灰
质原料。
•二、玄武岩资源的开发与利用
玄武岩:是一种分布较广的火成岩,其颜色 因异质矿物的含量而异,并由灰到黑,风化 后表面呈红褐色。
(二)石灰质原料的选择
三、常见的石灰质原料的化学成分 CaO, SiO2,Al2O3, Fe2O3 , MgO、R2O(Na2O
、K2O) 四、石灰质原料性能测试方法 化学分析法 氧化物含量 差热分析法 分解温度 X射线衍射 矿物组成 透射电子显微镜 微观结构
•§2-2 粘土原料
概念:粘土质原料系指含水铝硅酸盐矿 物原料的总称。
主要矿物:方解石
•白 垩
定义: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。
•贝壳、珊瑚类
贝壳、蛎壳、珊瑚石,含碳酸钙90%左右 ,表面附有泥砂和盐类
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。
•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。
•液体燃料和气体燃料
液体燃料 重油 渣油 气体燃料 煤气 只适用于回转窑
•§2-5 原料的开采与运输
需从专用矿床开采后运输进厂的原料: 石灰质原料、粘土质原料。
开采前应做的工作: 对矿山资源进行详细的勘探; 作必要的原料工业性试验,以确保资源的合 理和原料开采的高效。
•§3-5 原料的开采与运输
•§2-3 校正原料、矿化剂、缓凝剂
一、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 充某些成分不足为主的原料称校正原料。
•一、校正原料
(一)铁质校正原料 常用:低品位的铁矿石,炼铁厂尾矿及硫酸
厂工业废渣硫铁渣等。 目前有用铅矿渣或铜矿渣的,既是校正原料
•三、 缓凝剂
常用:石膏
石膏的作用: 缓凝
提高水泥早强,改善水泥性能
类型:天然石膏
•石膏:CaSO4·2H2O
•硬石膏: CaSO4
工业副产石膏
掺量:3%~6% 最佳掺量由试验决定;多了会
影响水泥安定性
•§3-4 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、杂质含 量与物理性能等不符合一般水泥生产要 求的原料。如:低品位石灰质原料
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。
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