第五章熟料率值及配料计算

石英和方解石含 矿化剂的含量（种类及掺入量）
生料的潜在矿物组成 原料的性质和颗粒组成
M量g高O/，K难2O烧/N，a2易O 均等烧匀有性性利差好于；、熟结粉料晶磨形质
生料的热处理（升温速度）
源自文库
细成粗度，颗细含粒，量多易过，烧多易性，烧 液相量（粘度、表面张力、离子迁移）
原料中次要元素和微量元素好不性的利差含于！量煅烧
•氧化物和微量元素多，易结大块，烧结范围窄，预热器易堵， 影响窑操作
三、化学成分与矿物组成间的关系
①、从硅酸盐水泥熟料的化学组成看，CaO的低限大约为60%。 过低会降低胶凝性，易粉化;CaO高限可达67%，此时要求几乎全 部酸性氧化物与CaO反应生成C3A、C4AF和C3S而甚少C2S。实际 生产中一般倾向于CaO含量稍高一些，使熟料中含有较多的C3S 。 ②、Al2O3和Fe2O3的含量过少时，由于要求较高的煅烧温度，因 而增加煅烧费用，不经济。
无机非金属材料工学
第五章 熟料率值与生料的
配料计算
一、硅酸盐水泥的原料
主要化学成分： CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，约95%
我国粘土氧化铝 高，氧化铁不足
校正原料
石灰石
粘土
铁粉
一、硅酸盐水泥的原料
钙质原料 硅质原料 铝质原料 铁质原料
硅酸盐水泥熟料 主要矿物组成 C3S、C2S、 C3A、C4AF
定义：所谓生料易烧性是指在水泥窑实际操作中，熟料煅烧 的难易程度。一般是以生料在某一设定温度下，经过一定时 间煅烧后，熟料中所含游离钙f-CaO的多少来表示，游离氧化 钙越多，易烧性越差；游离氧化钙越少，则易烧性越好。
在选定矿山及确定配料方案时，都要做此工作，可按相关 标准进行
参考标准：JC/T 735-2005 《水泥生料易烧性试验方法》
一、硅酸盐水泥的原料
A、石灰石
◇ 常用天然石灰石原料：石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等 ◇ 我国大部分水泥厂使用：石灰岩、泥灰岩
◇ 石灰岩中主要矿物为方解石，少量白云石、硅质、含铁矿 物和粘土质原料。其中氧化钙含量不低于45~48% ◇ 泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积形成的均匀混合的 沉积岩，是一种由石灰岩向粘土过渡的岩石。
一、硅酸盐水泥的原料
其它非天然粘土质原料
• 赤泥：制铝工业中用烧结法从矾土中提取氧化铝时排出的 赤色工业渣。每生产1吨氧化铝产生1.5~1.8吨赤泥。中国作 为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨
• 煤矸石：采煤时排出的含煤量较少的黑色废石，煅烧后呈 粉红色
• 粉煤灰：火力电厂排出的煤粉燃烧灰渣
• A↑ •
C3A↑，极早期强度↑，易快凝 液相粘度大，熟料难烧
• A↓
C3A↓
三、化学成分与矿物组成间的关系
（4） Fe2O3
• F 形成 C4AF
• F↑
C4AF↑，液相粘度↓，液相量↑，
•
易结大块，烧结范围窄，影响窑操作
（5） 其他少量氧化物和微量元素
• 少量有利增加液相量，降低液相粘度，降低熟料烧成温度 ，有利熟料烧成。
一、硅酸盐水泥的原料
C、校正原料
常用铁质校正原料：低品位铁矿石、炼铁厂尾矿、硫酸厂 工业废渣硫酸渣（硫铁矿渣）、铜矿渣、铅矿渣
一、硅酸盐水泥的原料
常用硅质校正原料：砂岩、河砂、粉砂岩
一般要求硅质原料的SiO2含量为70~90% 扩大原料资源，充分合理利用低品位原料和工业废渣
二、水泥生料的易烧性
（2） SiO2
S 形成 C3S + C2S
• S↑
C3S↓，C2S↑，早期强度↓
•
相应 A、F↓，溶剂矿物↓，熟料难烧
• S↓ •
C3S + C2S↓ ，熟料质量↓ 相应 A、F↑，溶剂矿物↑，易烧，
•
液相量↑，影响窑操作
（3） Al2O3 • A 形成 C3A + C4AF • 当溶剂矿物一定时，
一、硅酸盐水泥的原料
B、粘土
天然粘土质原料有：黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥 等；黄土、粘土应用最广
粘土原料质量的衡量：化学成分（硅率、铝率）、含砂量、含 碱量、可塑性、热稳定性、正常流动时的需水量等
一、硅酸盐水泥的原料
粘土中碱含量控制（低热水泥 K2O+Na2O<1.0%） 粘土中MgO的控制（<3.0%）
二、水泥生料的易烧性
实用公式 精确公式，考虑化学性质、 颗粒大小、液相量等
水泥熟料的煅烧温度以满足阿利特相形成为目的。生料易烧性越 好，煅烧温度越低；易烧性不好，煅烧温度高。通常 1420~1480℃
T（℃）=1300+4.51C3S-3.74C3A-12.64C4AF
二、水泥生料的易烧性
生料易烧性的影响因素：
石灰石 粘土 铁粉
3
一、硅酸盐水泥的原料
校正原料
粘土中氧化硅含量不足时，可用高硅原料校正；如砂岩、 沙子等 粘土中氧化铝含量偏低时，可用高铝原料校正；如煤矸石、 粉煤灰、煤渣等 粘土中氧化铁含量偏低时，可用高铁原料校正；如铁粉
矿化剂
为了改善易烧性，需要加入少量矿化剂；如萤石、石膏、重 晶石尾矿、铅锌尾矿或铜矿渣等
燃煤的性质（热值、灰分、细度）
生料的均匀性和生料粉磨细度
窑内气氛（氧化气氛有利）
LSF(KH)高、SM(MS)高，生料难烧；反之易烧，但是可能易结圈。 MMSAS硅铝M率率高、IM(MA)高，生料难烧,要求较高的烧成温度。
率值对烧成温度和易烧性的影响
三、化学成分与矿物组成间的关系
• 熟料中的主要矿物均由各主要氧化物经高温煅烧化合而成， 熟料矿物组成取决于化学组成，控制合适的熟料化学成分是获 得优质水泥水泥熟料的中心环节，根据熟料化学成分也可以推 测出熟料中各矿物的相对含量高低。
◇ 石灰石中的白云石（CaCO3.MgCO3）是熟料中氧化镁的主 要来源！！
◇ 燧石：结晶二氧化硅，呈结核状或透镜状；色黑、质地坚硬， 难以磨细；影响窑磨产量及熟料质量；石灰石中控制含量<4%
其它非天然石石灰石原料：电石渣、糖滤泥、碱渣、白泥
一、硅酸盐水泥的原料
为使熟料中氧化镁含量小于5%，应控制石灰石中氧化镁含 量小于3% 石灰石中碱性氧化物含量应低于1%，以免影响煅烧！！
（1） CaO
• C 形成 C3S、C2S、C3A、C4AF
• C↑
C3S↑，熟料质量↑
• C ↑↑
f-CaO↑,影响安定性,熟料难烧
• C↓
C3S↓，C2S↑，早期强度↓，熟料好烧
• 故在实际生产中， CaO 的含量必须适当，就硅酸盐水泥熟料
而言，一般为 62% ～ 67% 。
三、化学成分与矿物组成间的关系