張振崑：分磨砂巖粉與石灰石粉配置生料粉技術(shù)應(yīng)用實踐

　　一、前言

　　江西亞東水泥公司擁有儲量豐富的低硅砂巖礦山，然而大部分為硬質(zhì)結(jié)晶硅，邦德功研磨指數(shù)偏高達到19kWh/t，較難研磨，以前與石灰石、粘土、鋼渣混合研磨成生料，砂巖中的石英結(jié)晶(游離SiO₂含量在55-60%)多數(shù)為較粗的顆粒，此種生料易燒性差且熟料游離石灰(f-CaO)容易超限對質(zhì)量不利。為降低生料磨電耗、改善生料易燒性，江西亞東水泥公司采用創(chuàng)新與突破的思路，將硬砂巖單獨研磨至較細且比表面積較高的砂巖粉增加其中石英結(jié)晶(SiO₂)的反應(yīng)活性，而石灰石粉(即石灰石、粘土、與鋼渣混合研磨而得)則因為會在分解爐中脫酸成多孔微粒，故可以磨得較粗一些。再依指定配比將砂巖粉與石灰石粉配制混合均勻成生料后入生料庫均化儲存。如此可以促進氧化硅(SiO₂)與氧化鈣(CaO)顆粒之間在窯中的固態(tài)擴散反應(yīng)速率，提升了硅酸三鈣(C3S)的活性，對熟料強度與燒成均有利.

　　二、試驗室研究與論證

　　亞泥(中國)技術(shù)部品管及研發(fā)處在實驗室內(nèi)將江西亞東使用的石灰石、粘土、鋼渣單獨研磨出75μm 篩余不同細度的石灰石粉，單獨研磨不同細度的砂巖粉，按不同的細度進行組合配置成生料，在實驗高溫電爐試燒成熟料，同時檢驗比較各種實驗熟料的強度、物理性質(zhì)、晶相與礦物分析等。在半年多時間內(nèi)通過100多次反復(fù)試燒試驗最終得出砂巖粉與石灰石粉細度控制理想目標(biāo)，為江西亞東水泥公司改造3#及4#生產(chǎn)線生料磨的砂巖粉與石灰石粉分磨系統(tǒng)做好前期實驗基礎(chǔ)工作。

　　三、生料磨制程改造

　　根據(jù)實驗室研發(fā)與可行性分析結(jié)果，在2012年1-11月期間共投資人民幣約1275萬元進行3#及4#生料磨分磨砂巖粉與石灰石粉配制生料系統(tǒng)的改造工作，砂巖單獨粉磨系統(tǒng)利用現(xiàn)有4#立磨系統(tǒng)，只新建2500噸的砂巖粉庫兩座、砂巖粉進出庫系統(tǒng)、砂巖粉配料計量系統(tǒng)、砂巖粉與石灰石粉計量后經(jīng)垂直螺運機的混合攪拌系統(tǒng)、3#及4#生料交叉入庫支援系統(tǒng)等，其它設(shè)備可以共享，此項工程由亞泥（中控）技術(shù)研發(fā)部自行設(shè)計，不需要增加磨機，只增加部分附屬設(shè)備，大幅度節(jié)約投資成本。

　　分磨砂巖粉與石灰石粉配制生料制程將砂巖單獨入生料磨研磨，75μm篩余細度控制更細，其成品入砂巖粉庫儲存；粘土、鋼渣、石灰石三種原料按配比混合入生料磨研磨，75μm篩余控制比一般水泥廠較粗；石灰石粉研磨后的半成品再與研磨好的砂巖粉按配比進行攪拌混合，混合好的生料再入生料庫儲存與均化。

　　分磨砂巖粉后， 3#、4#生料中嚴(yán)重影響生料易燒性的砂巖粗顆粒(大于125μm篩余為0%)已完全消除，使二氧化硅(SiO₂)的細度更細，改善了生料的顆粒級配與均勻性，生料易燒性得到大幅提升?！　?

　　四、分磨技術(shù)應(yīng)用成果

　　1.熟料燒成狀況及單位產(chǎn)量獲得改善

　　采用分磨工藝后， 3#、4#窯生料易燒性提高，旋窯熟料燒成及窯尾煙室結(jié)料情況較以前明顯改善，。3#窯熟料產(chǎn)量由平均5350t/d提升至5500t/d， 4#窯熟料產(chǎn)量由平均5500t/d提升至5700 t/d，每套窯熟料提產(chǎn)達150～200t/d。

　　2.熟料質(zhì)量獲得提升

　　3#、4#窯熟料飽和系數(shù)(KH值)增加至0.92，硅酸率(SM)下降至2.58，熟料水泥3天抗壓強度提升約1MPa達到33 MPa，28天抗壓強度提升約2MPa達到60 MPa。

　　3.單位電耗獲得降低

　　3#4#生料磨采用分磨流程單位電耗與混合研磨電耗基本持平，但由于生料易燒性得到改善， 3#、4#窯熟料燒成工段平均單位電耗降低0.5 kWh/t至23.1～23.9kWh/t

　　4.政府評審

　　2013年8月江西省科技廳組織專家對本項目進行評審，將江西亞東分磨砂巖粉與石灰石粉配制生料工藝項目評為“江西省節(jié)能減排科技示范項目”，成為江西省唯一獲此殊榮的水泥企業(yè)。

　　五、結(jié)束語

　　1.硬質(zhì)石英硅難磨難燒，分開粉磨理論研究在國內(nèi)外資料早有報道，但水泥企業(yè)進行實際生產(chǎn)流程改造及取得成果在國內(nèi)外很少有論文發(fā)表，江西亞東水泥公司經(jīng)過試驗室論證，自行設(shè)計開發(fā)分磨生產(chǎn)流程，針對硬質(zhì)砂巖采用分開粉磨，控制合理細度，砂巖中粗顆粒石英硅對熟料煅燒影響變小，旋窯熟料產(chǎn)量和品質(zhì)得到提高，每年產(chǎn)生經(jīng)濟效益1400余萬元,大幅提升了公司綜合競爭力。

　　2.江西亞東水泥公司新擴建二條6000t/d短窯生產(chǎn)線于2013年9月底及2014年元月底分別投產(chǎn)，采用了更優(yōu)化的分磨工藝，旋窯產(chǎn)量提升到了7200t/d，目前正逐步提高生料磨產(chǎn)量，期望通過分磨工藝改善生料易燒性，二條生產(chǎn)線熟料產(chǎn)量提高到7500t/d。