用鋰渣代替熟料生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥

　　鋰渣是鋰鹽廠的工業(yè)廢渣，因其水分大，烘干難度大，烘干后又容易起灰揚塵，污染環(huán)境，所以多數(shù)水泥廠只把鋰渣當(dāng)作混合材使用，摻入量很少。若能利用出窯熟料的余熱來烘干鋰渣，一方面可以解決鋰渣水分大、烘干難的問題；另一面能充分利用出窯熟料的顆粒多、起灰小的特點，防止鋰渣在摻入過程中起灰揚塵，污染環(huán)境。我廠經(jīng)過多年的試驗研究，成功實現(xiàn)了在Φ4． 0m×80m余熱發(fā)電中空窯的出窯熟料中摻入鋰渣穩(wěn)定生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥，本文作一介紹。

　　1  原燃材料及小磨試驗

　　1．1原燃材料

  　　鋰渣來自烏魯木齊鋰鹽廠，熟料產(chǎn)自本廠，其主要化學(xué)成分見表1和表2。

　　1．2小磨試驗

　　取具有代表性熟料40 kg，烘干后的鋰渣15 kg，摻入不同配比的鋰渣，用Φ500mm×500mm標(biāo)準(zhǔn)試驗小磨進行試驗，石膏[其w(SO₃)為36．2%]摻入量為3%，粉磨時間30 min，水泥比表面積的測定依據(jù)GB8074-87，細度檢驗依據(jù)GB l345-91，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間測定依據(jù)GB／Tl346-2001，水泥膠砂強度試驗依據(jù)GB／Tl7671—1999，各試驗樣的質(zhì)量配比及其物理化學(xué)性能見表3。

　　小磨試驗結(jié)果表明：(1)水泥中隨著鋰渣摻入量的增加，水泥的細度(篩余值)呈下降趨勢，比表面積和水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量呈上升的趨勢，凝結(jié)時間延長，說明鋰渣能調(diào)解凝結(jié)時間，易磨性較好，具有助磨的作用。(2)隨著鋰渣摻入量的增加，水泥的強度也呈有規(guī)律的變化。當(dāng)鋰渣摻入量小于10%時，對水泥的強度影響不大；而當(dāng)鋰渣摻入量大于15%時，水泥的3d強度雖略有下降，但28d強度卻大幅度提高，特別是當(dāng)鋰渣摻入量達到30%時，水泥28d強度達到最高值，28d抗壓強度比為120%，說明鋰渣中活性SiO2能與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2進行二次水化，從而大幅提高了水泥28 d抗壓強度；當(dāng)鋰渣摻入量大于40%，水泥的強度明顯下降，特別是3d抗壓強度大幅下降。試驗說明用鋰渣等量代替熟料生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥是完全可行的，但摻量不能過高，本試驗條件下應(yīng)小于30%。

　　2  工業(yè)試生產(chǎn)及注意事項

　　2．1 工業(yè)試生產(chǎn)

　　在大量試驗成功的基礎(chǔ)上，于 2007年6月1日開始用鋰渣代替熟料生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥的工業(yè)試驗。我們在一臺Φ2．4m×7m的圈流磨上生產(chǎn)復(fù)合32．5水泥，細度指標(biāo)≤2．5%，w(SO₃)值指標(biāo)控制在2.4%±0.3%，水泥配比為帶鋰渣熟料：水渣：自燃煤矸石：爐渣：石膏=70(鋰渣：熟料=40：30)：15：10：3：2。而在另一臺Φ3．0m×9m的圈流磨上生產(chǎn)砌筑22．5水泥，細度指標(biāo)≤2．0%，w(SO3)值指標(biāo)控制在2．6%±0.3%。水泥配比為帶鋰渣熟料：水渣：自燃煤矸石：爐渣：石膏=42(鋰渣：熟料=22：20)：34：16：5：3。生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品性能分別見表4和5表，2008年5月經(jīng)新疆維吾爾自治區(qū)建材非金屬質(zhì)量監(jiān)督檢驗站抽檢符合GB/12598-1999和GB/T3183-2003標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　2．2 工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題

　　(1)鋰渣代替熟料生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥，鋰渣在摻入出窯熟料時，鋰渣的摻入量應(yīng)控制在30%，這樣才能充分發(fā)揮鋰渣活化性能好的特點。

　　(2)生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥時，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行水泥國家標(biāo)準(zhǔn)GBl75-2007，根據(jù)水泥品種、強度等級，合理搭配使用摻入量不同的帶鋰渣熟料，以避免混合材摻加量超國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

　　(3)生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥時，應(yīng)選用3d強度高的熟料并且適當(dāng)提高火山灰質(zhì)混合材的摻入量，以提高水泥3d強度，避免因摻入鋰渣造成3 d強度偏低的影響。

　　(4)用鋰渣代替熟料生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥時，可適當(dāng)放寬水泥細度指標(biāo)，避免造成水泥富余強度的浪費。

　　3  效益分析

　　(1)鋰渣代替熟料生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥能產(chǎn)生意想不到的經(jīng)濟效益。鋰渣90元/t，熟料200元/t，摻入20%的鋰渣代替熟料，每噸水泥生產(chǎn)成本下降22元，年產(chǎn)25萬t水泥，則可創(chuàng)經(jīng)濟效益550萬元。

　　(2)用鋰渣代替熟料后，提高了我廠的磨機產(chǎn)量，使我廠Φ 2.4m×7m的圈流磨臺時產(chǎn)量由原來的19t／h提高到20t／h；Φ3.0m×9m的圈流磨臺時產(chǎn)量由原來的32t/h提高到34t/h，且噸水泥粉磨生產(chǎn)成本可降低了1.6元，一年即可創(chuàng)造40萬元經(jīng)濟效益。

　　(3)鋰渣是工業(yè)廢渣，屬國家免稅范疇，利用鋰渣等量代替熟料生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥，符合國家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策，實現(xiàn)了資源的綜合利用，即節(jié)約了資源，又減少了二次污染，促進了我廠經(jīng)濟又好又快的發(fā)展。