水泥生產(chǎn)用原燃材料選擇體會(huì)

　　我公司自主開發(fā)設(shè)計(jì)的3500t/d新型干法生產(chǎn)線在設(shè)備安裝期間，由礦山部和化驗(yàn)室負(fù)責(zé)所有原燃材料種類的確定及配料方案的設(shè)計(jì)。本著就地取材、節(jié)約能源的原則，我們考察了周邊地區(qū)所有能用來(lái)生產(chǎn)水泥的原燃材料礦源和供貨地，通過對(duì)各配料方案的易磨性實(shí)驗(yàn)及易燒性實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化確定了配料方案。經(jīng)過近3年的生產(chǎn)實(shí)踐，水泥熟料質(zhì)量一直居于較好水平。本文就我們對(duì)生產(chǎn)原料的選擇和確定配料方案的過程作一總結(jié)，供同行借鑒。

　　1 生產(chǎn)用原燃材料的確定
　　根據(jù)水泥生產(chǎn)的配料要求，同時(shí)參考周邊幾家干法水泥所用原料種類，結(jié)合我公司的生產(chǎn)規(guī)模，主要考察各礦源的質(zhì)量和儲(chǔ)量，只有質(zhì)量、儲(chǔ)量同時(shí)滿足要求，才能列在候選方案中。

　　1.1石灰石的確定
　　我公司地處膠東半島，石灰石資源非常缺乏。公司接管過來(lái)的石灰石礦已經(jīng)多年的民采，礦坑內(nèi)滿目瘡痍，剝離土、夾層泥灰質(zhì)巖到處堆放。經(jīng)過近兩個(gè)多月在各個(gè)開采面的反復(fù)取樣驗(yàn)證，確認(rèn)自備礦山的儲(chǔ)量完全滿足生產(chǎn)需求，但是質(zhì)量波動(dòng)很大，俗稱“雞窩礦”，同一個(gè)爆破堆質(zhì)量變化也很大。石灰石質(zhì)量大體分為兩類：即表1中的自采1和自采2。如果自采1和自采2能夠按1∶1搭配比例同時(shí)開采搭配使用，也可以滿足生產(chǎn)需求；但自采2石灰石開采量有限，且其中SiO₂含量較高，單獨(dú)使用自備礦山的石灰石，石灰石中w（SiO₂）高達(dá)10.8%，配料很困難。另外，石灰石破碎機(jī)錘頭磨損嚴(yán)重，幾乎半月需要更換一副錘頭，且生料的易磨性、易燒性極差，煤耗高，煅燒時(shí)又易產(chǎn)生飛砂料，不利于窯襯的保護(hù)。

表1 石灰石料的一種搭配方案（%）

　　根據(jù)我公司自備石灰石的狀況，考慮到當(dāng)?shù)厥沂Y源將越來(lái)越緊張，我公司礦山又處于初始整合階段，石灰石質(zhì)量無(wú)保證，決定外購(gòu)一部分民采的優(yōu)質(zhì)石灰石，進(jìn)行儲(chǔ)備用于自備礦山開采質(zhì)量滿足不了配料要求時(shí)搭配使用。事實(shí)上，投產(chǎn)近3年的生產(chǎn)中，已有幾次自備礦山質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)，均用現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備的優(yōu)質(zhì)石灰石料進(jìn)行了及時(shí)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線正常運(yùn)行。如表1中方案就采用外購(gòu)石灰石30%，與70%自備礦山搭配，此混合石灰石料既經(jīng)濟(jì)又改善物料易磨性和易燒性，使配料主動(dòng)，而且熟料質(zhì)量較好。

　　1.2 硅質(zhì)原料的確定
　　當(dāng)?shù)毓栀|(zhì)原料礦源比較充足，我們主要考察了硅石、風(fēng)化砂巖、頁(yè)巖、黏土、黃金尾礦、鐵礦石尾礦幾種，見表2。根據(jù)水泥生產(chǎn)常規(guī)考慮，我們首先考慮使用黏土作硅質(zhì)原料，并且尋找了三個(gè)黏土的供應(yīng)點(diǎn)，質(zhì)量也符合配料要求，但是儲(chǔ)量較小，且我公司臨近海邊，空氣比較潮濕，黏土晾曬難度大，不符合新型干法水泥生產(chǎn)的環(huán)保要求，最終放棄。另外我們還考察了當(dāng)?shù)氐狞S金尾和鐵礦石選礦廠的尾礦，也均達(dá)不到質(zhì)量和儲(chǔ)量的要求。后我們又對(duì)周邊的三處砂巖礦分別考察了儲(chǔ)量和質(zhì)量。砂巖1運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，但是礦儲(chǔ)量豐富具備開采條件，質(zhì)量指標(biāo)比較好，可作為低堿水泥生產(chǎn)時(shí)儲(chǔ)備原料使用；砂巖2因處風(fēng)景保護(hù)區(qū)不具備開采條件；砂巖3雖是風(fēng)化砂巖，但堿含量較高被否決。

表2 硅質(zhì)原料

　　最后考察了頁(yè)巖。表2中頁(yè)巖1的成分滿足我們的配料要求（根據(jù)常規(guī)干法水泥配料，都希望硅質(zhì)材料的硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高越好，但因我公司的石灰石硅高，直接影響配料，后經(jīng)計(jì)算和試配發(fā)現(xiàn)硅質(zhì)原料的硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)在55%以上就可以配出合理的生料三率值），而且通過大量的表層取樣、刻槽取樣，整個(gè)礦體的質(zhì)量波動(dòng)較小，儲(chǔ)量很大又具備開采條件，易燒性試驗(yàn)效果也很好，最后確定了該礦為我公司硅質(zhì)原料礦點(diǎn)。

　　1.3 鐵質(zhì)原料的確定
　　根據(jù)石灰石的品位，鐵質(zhì)原料中的w(Fe2O3)在35%以上即可滿足配料。另從充分利用廢渣考慮，我們重點(diǎn)考察了二種硫酸渣料，見表3。其中硫酸渣1雖然品位較高，但是運(yùn)距太遠(yuǎn)，貨源緊缺，相應(yīng)價(jià)格較高；而硫酸渣2雖然品位低，但是運(yùn)距近，儲(chǔ)量大，價(jià)格便宜，又可以滿足配料要求，因此最終選擇硫酸渣2作為我公司鐵質(zhì)原料。

表3 硫酸渣

　　1.4鋁質(zhì)原料的確認(rèn)
　　選擇鋁質(zhì)原料時(shí)，我們要求鋁質(zhì)原料的w（Al2O3）值不只能考慮濕粉煤灰、鋁釩土及電廠煤爐渣等鋁質(zhì)原料。其中，鋁釩土價(jià)格昂貴被否決；濕粉煤灰露天堆放，表層很快風(fēng)干，粉塵隨風(fēng)而起，對(duì)周圍環(huán)境污染很嚴(yán)重，而且配料時(shí)下料不暢，影響配料的穩(wěn)定性，因此也被否決了。

　　最后考察電廠的煤爐渣（成分見表4），但爐渣1和煤爐渣2的質(zhì)量波動(dòng)較大，w（Al₂O₃）從14%波動(dòng)到25%，主要原因是電廠使用煤質(zhì)不均造成的。煤爐渣3成分相當(dāng)均勻，其w（Al₂O₃）在24%~28%之間波動(dòng)，呈黑色玻璃態(tài)，結(jié)粒比較均齊，且量也在130t/d左右，能滿足原料配料用量要求。不過該爐渣的易磨性差，因我公司原料磨采用的是立磨，能滿足粉磨要求，因此最終我們選擇了煤爐渣3作為鋁質(zhì)校正原料用于原料配料。

表4 鋁質(zhì)材料（%）

　　1.5 原煤指標(biāo)的確定
　　在試生產(chǎn)時(shí)，我公司進(jìn)廠煤的指標(biāo)控制不高，在配料過程中發(fā)現(xiàn)進(jìn)廠石灰石品位偏低時(shí)，煤灰對(duì)生料飽和比的提高影響很大，而且生料易燒性差，易起飛砂料，熟料質(zhì)量不好，對(duì)窯皮傷害很嚴(yán)重。因此，我們及時(shí)提高了進(jìn)廠煤的質(zhì)量指標(biāo)，控制收到基原煤低位熱值不得低于5800×4.18kJ，從而確保了熟料質(zhì)量，見表5。

表5 原煤指標(biāo)          

　　2 生熟料質(zhì)量情況
　?。?）生料質(zhì)量。在上述一系列工作的基礎(chǔ)上，我們確定了四組成（石灰石，頁(yè)巖1，硫酸渣2和煤爐渣3）進(jìn)行原料配料（見表6）。其中石灰石為混配石灰石，其游離硅仍很高（在8%左右）。為了改善生料的易燒性，在生料制備中我們控制生料細(xì)度0.08mm的篩余控制在12%以下，0.2mm的篩余控制為零。

表6 生料配料及組成%

　　另外，在易燒性試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，配入大理巖后的生料易燒性要比單獨(dú)使用石灰石的易燒性差，因此在石灰石質(zhì)量符合要求時(shí)，盡可能的減少大理巖的用量。

　?。?）熟料的質(zhì)量。通過易燒性試驗(yàn)，確定了熟料的三率值指標(biāo)，采用“中飽合、高硅率、高鋁率”方案，我公司的生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的水泥熟料，見表7。

表7 近三年熟料平均質(zhì)量統(tǒng)計(jì)

　　3 結(jié)語(yǔ)
　?。?）選擇原材料時(shí)，不拘泥于教條，充分考慮當(dāng)?shù)刭Y源，有序開發(fā)，合理搭配，即節(jié)約資源，又可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)熟料。
　　（2）我廠采用低品位石灰石配料，注重均化，選擇優(yōu)質(zhì)煤煅燒，節(jié)省了水泥生產(chǎn)成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。