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工藝外加劑在水泥工業(yè)節(jié)能減排中的重要作用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2012-01-20  來(lái)源:中國(guó)混凝土網(wǎng)  作者:中國(guó)減水劑網(wǎng)
核心提示:工藝外加劑在水泥工業(yè)節(jié)能減排中的重要作用

  國(guó)家水泥新標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》即將發(fā)布,過(guò)渡期一年,2008年10月正式實(shí)施。它是加速我國(guó)水泥工業(yè)節(jié)能減排的步伐、促使水泥質(zhì)量飛躍和實(shí)現(xiàn)我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)與ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌的重要舉措,也是對(duì)我國(guó)水泥生產(chǎn)企業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)更高層次的要求,提高水泥的實(shí)物質(zhì)量,順利實(shí)現(xiàn)新老標(biāo)準(zhǔn)的接軌,同時(shí)使企業(yè)取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益,是每個(gè)水泥企業(yè)亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

  水泥工藝外加劑可以將原來(lái)不具備水化活性的物質(zhì)或混合物,經(jīng)適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)方法處理后,轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心z凝性質(zhì)的材料,以逐步減輕經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境、資源、能源的供給壓力;同時(shí),它還能夠在水泥生產(chǎn)的主要工序中,為主機(jī)設(shè)備的節(jié)能高產(chǎn)起到積極地促進(jìn)作用。它是符合科學(xué)發(fā)展觀、有利于水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)工藝進(jìn)行節(jié)能環(huán)保改造的適用技術(shù)和產(chǎn)品更新的有效辦法。

  一、應(yīng)用高效復(fù)合生料速燒劑技術(shù),提高水泥熟料產(chǎn)質(zhì)量,降低熟料生產(chǎn)成本

  (一)影響水泥熟料強(qiáng)度的因素分析

  影響水泥熟料強(qiáng)度的主要因素是熟料的礦物組成和熟料的礦相結(jié)構(gòu)。八年前,我國(guó)水泥采用ISO強(qiáng)度檢驗(yàn)方法后,水泥企業(yè)普遍發(fā)現(xiàn),我們生產(chǎn)的水泥熟料28天抗壓強(qiáng)度平均低10MPa左右。強(qiáng)度低的原因:

  1.熟料礦物中對(duì)水泥熟料活性起主要作用的硅酸鹽礦物(C3S+C2S)含量偏低(<70%),早強(qiáng)礦物鋁酸三鈣(C3A)含量偏低(<8%),次要組分鐵鋁酸鈣(C4AF)含量偏高(>13%)。

  D. Knofel提出,熟料主要礦物對(duì)28d強(qiáng)度的貢獻(xiàn)系數(shù)F28≈3×C3S+2×C2S+C3A-C4AF,所以要提高熟料強(qiáng)度,主要是提高C3S、C2S、C3A的含量,降低C4AF含量。實(shí)驗(yàn)證明:隨熟料中硅酸鹽礦物量的增加,RISO/RGB比值增高(RISO為用國(guó)際法測(cè)試的28d抗壓強(qiáng)度,RGB為用原國(guó)標(biāo)法測(cè)試的28d強(qiáng)度);隨C3S增加,RISO/RGB比值增加;隨C3A增加,C4AF降低,RISO/RGB比值增加;隨C3S+ C2S/C4AF比值增加,RISO/RGB比值增加。國(guó)內(nèi)三種不同企業(yè)的水泥企業(yè)熟料強(qiáng)度的測(cè)試結(jié)果對(duì)比如下:

 ?。?)C3S+ C2S = 80%, RISO-RGB = -0.8, RISO/RGB = 0.99;

  (2)C3S+ C2S = 68%,RISO-RGB = -13.4,
        RISO/RGB = 0.78;

 ?。?)C3S+ C2S = 73%, RISO-RGB = -5.6,
        RISO/RGB = 0.89;

  2.熟料礦物活性低

  有關(guān)研究證明,熟料礦物晶體尺寸在20~40μm之間缺陷多的微細(xì)晶體,活性最高,RISO與RGB差值很小。只有強(qiáng)熱快燒的熟料才能獲得缺陷多的微晶,實(shí)踐證明,速燒快冷的熟料活性高,過(guò)燒熟料和還原氣氛中形成的熟料活性差。熟料質(zhì)量越好,RISO與RGB差值越小,RISO與RGB比值越大。隨游離石灰、燒失量的提高,RISO/RGB比值降低。而熟料的礦物組成與礦相結(jié)構(gòu)與熟料的率值設(shè)計(jì)、熟料煅燒溫度和過(guò)程密切相關(guān)。

  不同窯型、不同配料設(shè)計(jì)的ISO法與GB法檢驗(yàn)強(qiáng)度差距較大。我國(guó)不同窯型水泥和國(guó)外水泥28天RISO與RGB抗壓強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)對(duì)比(見(jiàn)表1)。

表1 我國(guó)各種窯型水泥和國(guó)外水泥的28天RISO與RGB統(tǒng)計(jì)對(duì)比
窯   型
統(tǒng)計(jì)水泥數(shù)量(個(gè))
RISO-RGB
MPa
RISO-RGB
RGB%
RISO/RGB
國(guó)   外
25
-1.9
-3.2
0.96
新型干法
18
-8.31
-13.8
0.86
濕   法
13
-10.29
-15.8
0.84
立   窯
27
-9.64
-17.8
0.82
立波爾

  從表1可以看出國(guó)外水泥RISO與RGB的差值最小,RISO/RGB比值達(dá)0.96,而我國(guó)水泥無(wú)論那種窯型,同國(guó)外水泥相比差距均較大。我國(guó)現(xiàn)行不同窯型的水泥廠生產(chǎn)的水泥RISO/RGB值差別也較大,其主要原因是構(gòu)成水泥熟料的礦物組成和相似礦物組成的熟料煅燒狀況不同(見(jiàn)表2)。

表2   國(guó)內(nèi)外水泥熟料成分及礦物組成
類別
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
f-CaO
KH
SM
IM
C3S
C2S
C3A
C4AF
國(guó)外水泥(23個(gè))
21.22
4.80
3.01
64.13
0.92
0.895
2.73
1.61
57
20
8
10
國(guó)內(nèi)新干法(20個(gè))
22.00
5.29
3.44
64.39
0.96
0.877
2.53
1.54
53
24
8
10
國(guó)內(nèi)重點(diǎn)水泥企業(yè)(56個(gè))
21.14
5.59
4.44
64.74
1.14
0.889
2.12
1.27
54
20
7
14
國(guó)內(nèi)立窯

  從表2可以看出,國(guó)內(nèi)新型干法窯生產(chǎn)的水泥熟料四大礦物組成與國(guó)外水泥近似,但KH、SM、IM三個(gè)率值都比國(guó)外水泥稍低一些,看來(lái)這是造成RISO與RGB強(qiáng)度差距較大的重要因素。我國(guó)水泥配料方案的重要特征是低硅、高鐵,造成了硅酸鹽礦物含量較低。從提高水泥熟料強(qiáng)度考慮,應(yīng)盡量提高硅酸鹽礦物(C3S+ C2S)含量(≥73%),提高早強(qiáng)礦物(C3A)含量(9~10%)、降低鐵鋁酸四鈣(C4AF)含量(<13%)。歐洲通用水泥標(biāo)準(zhǔn)ENV197-1-92對(duì)波特蘭水泥熟料提出這樣規(guī)定,“波特蘭水泥熟料是一種水硬性材料,以重量計(jì)至少2/3是硅酸鈣(C3S和C2S),其余為Al2O3、Fe2O3”的關(guān)系中更重視Al2O3的作用。所以為提高水泥強(qiáng)度,適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)要求,立窯企業(yè)應(yīng)改進(jìn)配料方案,向高硅、低鐵型轉(zhuǎn)變,并采用與此配料方案相適應(yīng)的燒成技術(shù)。

  (二)采用高硅低鐵配料方案

  為適應(yīng)ISO檢驗(yàn)新標(biāo)準(zhǔn)、提高水泥熟料強(qiáng)度的需要,不僅硅酸鹽礦物和鋁酸三鈣礦物的含量要高,而且比例關(guān)系要匹配。從對(duì)國(guó)內(nèi)外水泥熟料率值的分析對(duì)比看,高硅、低鐵配料方案,是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的必要技術(shù)措施。國(guó)家修訂水泥標(biāo)準(zhǔn)時(shí),作了大量的試驗(yàn)。結(jié)果表明,硅率高的熟料在配制水泥時(shí)強(qiáng)度下降小,反之則大。事實(shí)上熟料硅率高,則意味著高強(qiáng)度礦物——硅酸鹽礦物(C3S+ C2S)多,所以磨制水泥強(qiáng)度高。因而許多廠都已開(kāi)始嘗試提高硅率的配料方案:KH=0.88~0.94  SM≥2.3  IM≥1.5,生料中Fe2O3含量一般在2%以下。這一方案可以燒出質(zhì)量相當(dāng)高的熟料:C3S+ C2S=73%,f-CaO≤2%,3天抗壓強(qiáng)度≥43MPa,28天抗壓強(qiáng)度≥65MPa,而且熟料產(chǎn)量高,易磨性好。對(duì)于原燃料條件不太好的水泥廠,亦應(yīng)盡量向高硅、低鐵方案靠近。高硅、低鐵方案的生料易燒性差,所以需要有改善易燒性的高效復(fù)合生料速燒劑技術(shù)或礦化劑技術(shù)的配合,方可取得較好的效果。

 ?。ㄈ?yīng)用高效復(fù)合生料速燒劑,提高水泥熟料產(chǎn)質(zhì)量,降低熟料成本

  高效復(fù)合生料速燒劑是配合高硅、低鐵配料方案,為提高硅酸鹽礦物含量,改善硅酸鹽礦物礦相結(jié)構(gòu)而研究開(kāi)發(fā)的具有高效復(fù)合催化功能,用于熟料煅燒的高新技術(shù)產(chǎn)品。使用高效復(fù)合生料速燒劑可大大提高生料的易燒性。

  1.高效復(fù)合生料速燒劑的作用機(jī)理

 ?。?)降低反應(yīng)物質(zhì)點(diǎn)間的鍵能,提高化學(xué)反應(yīng)活性,強(qiáng)化SiO2與CaO的反應(yīng)能力。

 ?。?)促使液相提前出現(xiàn),增加液相量,降低液相粘度,從而降低燒成溫度。

 ?。?)促使早強(qiáng)礦物及C3S微晶的形成,從而加速了硅酸鹽礦物的形成過(guò)程。

  (4)由于微量元素的固溶,提高了礦物中有缺陷的微晶的含量,同時(shí)對(duì)C3S和β-C2S起穩(wěn)定作用。

 ?。?)在立窯中加入速燒劑后,由于熟料在較低溫度下(1200~1300℃)快速燒成,因而窯內(nèi)上火速度明顯加快,底火上移而變薄,中間底火變淺,窯內(nèi)通風(fēng)阻力減少,有利于窯內(nèi)通風(fēng)均勻和熟料冷卻,使整個(gè)熟料燒成時(shí)間減少,特別是減少了窯內(nèi)還原氣氛,使水泥熟料在煅燒時(shí)形成良性循環(huán),故能提高熟料產(chǎn)質(zhì)量,降低熟料熱耗。

  對(duì)于高硅、低鐵方案,由于Fe2O3含量較小,加之還原氣氛的減弱,F(xiàn)e2O3還原成FeO的機(jī)會(huì)很小,由于FeO固溶到C3S中,致使C3S分解為 C2S和f-CaO的機(jī)會(huì)大大降低,同時(shí)由于速燒劑中有多種離子,能固溶到β-C2S中,阻止了β-C2S向γ-C2S的轉(zhuǎn)變。速燒劑對(duì)促進(jìn)硅酸鹽礦物的形成,改善熟料的礦相結(jié)構(gòu),提高水泥熟料的活性起到?jīng)Q定性作用。

  2.使用高效復(fù)合生料速燒劑應(yīng)注意的事項(xiàng)

 ?。?)顆粒狀速燒劑按0.5~0.8%的量均勻摻入到生料中,生料成分要穩(wěn)定,生料中900孔篩篩余≤0.5%,生料比表面積≥300m2/kg;

 ?。?)因廠制宜采用高硅、低鐵的配料方案;

  (3)煤質(zhì)要穩(wěn)定,發(fā)熱量21000±800kJ/kg;

  對(duì)于立窯廠來(lái)說(shuō),還要做到:

 ?。?)確保成球質(zhì)量:球徑3~5mm占90%以上;

 ?。?)保證暗火操作,提高全風(fēng)率;

 ?。?)加強(qiáng)立窯保溫,采用優(yōu)化的窯體結(jié)構(gòu)和高效節(jié)能卸料塔篦子。

  3.使用效果

  高效生料速燒劑使用效果見(jiàn)表3。

表3   某廠使用高效生料速燒劑技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果
狀態(tài)
立窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量(t/h)
熟料標(biāo)煤耗(kg/t)
熟料成本(元/t)
KH
SM
IM
f-CaO
C3S
C2S
C3A
C4AF
熟料強(qiáng)度(MPa)
抗折
抗壓
3
7
28
3
7
28
使用前
11.3
139
132
0.95
1.9
1.2
3.2
46.2
26.1
7.8
14.2
5.2
6.8
8.6
32.3
40
54.2
使用后
13.5
115
119
0.92
2.3
1.8
2.4
56.7
19.2
9.2
11.6
6.8
7.6
8.6
41.2
51
63.5
比較
19.46%
-17.27%
-13
-0.03
+0.4
+0.6
-0.8
-
-
-
-
-
-
-
+8.9
-
+9.5
說(shuō)明  本表是在ф3×11m機(jī)立窯使用高效生料速燒劑技術(shù)三個(gè)月后的平均結(jié)果,高效生料速燒劑摻加量為生料的0.7%



  大量生產(chǎn)實(shí)踐證明,使用高效生料速燒劑有下述效果:

 ?。?)熟料臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高15%以上。

 ?。?)標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低15%以上。

 ?。?)熟料質(zhì)量:3d抗壓強(qiáng)度≥40MPa,28d抗壓強(qiáng)度≥62MPa,f-CaO≤2.0%,Loss≤1.0%。

 ?。?)噸熟料成本降低10元以上。

  4.高效生料速燒劑在新型干法水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用

  盡管生料速燒劑在機(jī)立窯水泥廠正在被不斷地推廣和應(yīng)用,然而我國(guó)的新型干法水泥企業(yè)卻對(duì)此有不同認(rèn)識(shí),認(rèn)為生料速燒劑中的微量元素是使生料產(chǎn)生低熔的主要成分,會(huì)在較低的溫度下形成液相,而使窯外分解窯的預(yù)熱器產(chǎn)生結(jié)皮堵塞,還會(huì)引起窯內(nèi)結(jié)蛋、結(jié)圈。實(shí)際上,預(yù)分解窯的預(yù)熱器結(jié)皮堵塞及窯內(nèi)結(jié)蛋、結(jié)圈,主要原因是由于系統(tǒng)控制的問(wèn)題,再加上大家公認(rèn)的有害成分的影響。

  在使用生料速燒劑以后,修改工藝控制參數(shù)十分重要。整個(gè)系統(tǒng)因速燒劑的加入而改變,窯外分解窯的整個(gè)系統(tǒng)參數(shù)也要發(fā)生很大的變化,如果仍按原來(lái)的控制參數(shù)進(jìn)行控制,那么預(yù)熱器可能會(huì)產(chǎn)生結(jié)皮堵塞及窯內(nèi)結(jié)蛋、結(jié)圈的現(xiàn)象。當(dāng)前,許多新型干法水泥廠在生料中有害成分很高的情況下,通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)控制參數(shù),有效地解決了預(yù)熱器結(jié)皮堵塞和窯內(nèi)結(jié)蛋、結(jié)圈的工藝難題,并且許多新型干法水泥廠使用粉煤灰配料已經(jīng)取得成功,并被推廣應(yīng)用;還有的新型干法水泥廠家使用各種金屬礦的尾渣配料也已經(jīng)取得成功,而實(shí)際上粉煤灰就是低熔物質(zhì),金屬礦的尾渣中含有大量的微量元素,可以在生料煅燒過(guò)程中產(chǎn)生較低的共熔點(diǎn),卻沒(méi)有使預(yù)分解窯的預(yù)熱器產(chǎn)生結(jié)皮堵塞、窯內(nèi)結(jié)蛋、結(jié)圈現(xiàn)象。這充分說(shuō)明預(yù)分解窯的低溫煅燒并不是使預(yù)熱器產(chǎn)生結(jié)皮堵塞和窯內(nèi)結(jié)蛋、結(jié)圈的主要原因。。我們?cè)?jīng)在某廠預(yù)分解窯上試驗(yàn),采用高效復(fù)合生料速燒劑,在應(yīng)用中取得較好的經(jīng)濟(jì)效益,達(dá)到熱耗降低15%,產(chǎn)量提高20%,熟料強(qiáng)度提高5MPa以上,而未造成預(yù)熱器結(jié)皮堵塞的現(xiàn)象的良好效果。

  實(shí)踐證明在預(yù)分解窯上使用生料速燒劑同樣是可行的,并使預(yù)分解各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有了進(jìn)步。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

  (1)降低熟料的熱耗

  由于高效復(fù)合生料速燒劑的作用,可以使生料在煅燒過(guò)程中形成液相的溫度大幅度降低,熟料可以在較低的溫度下快速形成,他們使用高效復(fù)合生料速燒劑的體會(huì)是:整個(gè)預(yù)分解窯的系統(tǒng)溫度降低100℃,熟料熱耗下降達(dá)10~20%。預(yù)分解窯使用復(fù)合生料速燒劑后,由于低溫煅燒,所消耗的熱量要比原來(lái)少得多,因此一般能達(dá)到節(jié)煤10~20%以上。

  (2)提高窯的熟料產(chǎn)量

  通過(guò)多家水泥企業(yè)使用表明,在預(yù)分解窯煅燒過(guò)程中使用生料速燒劑,熱耗可降低10%以上,在窯的發(fā)熱能力一定時(shí),節(jié)煤10%以上,理論上就可以使窯的產(chǎn)量提高10%以上(節(jié)省的這部分熱量也就可以用來(lái)燒成熟料),并且,由于微量元素的多重礦化和助熔作用,極大地提高了CaCO3的分解率,大幅度降低了物料的煅燒溫度,液相粘度也降低,熟料形成速度加快,窯的快轉(zhuǎn)率提高,因而可以大幅度提高窯的產(chǎn)量,有的達(dá)到提高產(chǎn)量20%的效果,而未增加窯的其它負(fù)荷。因此,在預(yù)分解窯上使用生料速燒劑,不僅能大幅度提高窯的產(chǎn)量,而且不增大窯的熱負(fù)荷,對(duì)篦冷機(jī)的熱負(fù)荷增加也不會(huì)很大。在2500t/d的新型干法窯上使用生料速燒劑,產(chǎn)量有望達(dá)到3000t/d;5000t/d的窯,熟料產(chǎn)量有望達(dá)到6000t/d,熟料單位電耗下降5~10kwh/t,而不增加窯和篦冷機(jī)的熱負(fù)荷。可以較大地發(fā)揮新型干法窯的潛力和性能。

 ?。?)提高熟料的質(zhì)量

  使用生料速燒劑后,由于微量元素的多重礦化和助熔作用,使熟料在煅燒過(guò)程中生成許多過(guò)渡性的早強(qiáng)和高強(qiáng)礦物,且低溫可使熟料中的主要礦物C3S形成微晶或缺陷晶格,有利于提高熟料的活性,并且微量元素的有選擇飽和固溶,可穩(wěn)定A礦和B礦,防止發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,因此可極大地提高熟料的質(zhì)量。根據(jù)近十家使用生料速燒劑的新型干法水泥廠生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,熟料強(qiáng)度一般都可以提高5MPa以上。

 ?。?)提高設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)率,降低襯料消耗

  使用生料速燒劑后,由于微量元素的多重礦化和助熔作用,系統(tǒng)溫度的大幅度降低,燒成帶溫度降低更大,這樣窯系統(tǒng)可以長(zhǎng)期在較低溫度下運(yùn)行,有利于提高窯系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn);同時(shí),低溫可以保護(hù)窯的襯料,使之免受高溫火焰的沖刷和高溫液相的侵蝕,從而提高襯料的使用壽命。

  (5)減少有害成分的排放,保護(hù)環(huán)境

  由于熟料熱耗降低,單位熟料的廢氣排放量亦降低,而高溫是氮氧化物生成的主要條件,系統(tǒng)溫度的大幅度降低,可使氮氧化物的排放降低20%~50%,其它有害成分的排放也大幅度降低,從而比較容易達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。高效復(fù)合生料速燒劑中的微量元素多是助熔成分,這些成分不會(huì)被揮發(fā)到大氣中去,更不會(huì)在窯內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)產(chǎn)生積聚,而是生成過(guò)渡性礦物或固溶到熟料中的A礦和B礦中去;生料速燒劑中氟含量很少,它在熟料煅燒過(guò)程中由于其它微量元素的抑制而生成過(guò)渡性礦物,不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)形成內(nèi)循環(huán),更不會(huì)揮發(fā)到大氣中去而污染環(huán)境。生料速燒劑的使用,使水泥生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染減輕。

 ?。?)不會(huì)產(chǎn)生預(yù)熱器結(jié)皮堵塞和窯內(nèi)結(jié)蛋結(jié)圈的現(xiàn)象

  由于微量元素并不是易揮發(fā)性的組分,因此它不會(huì)在窯內(nèi)形成內(nèi)循環(huán),而且它可以抑制有害成分揮發(fā)形成的內(nèi)循環(huán),與生料中的有害成分形成穩(wěn)定的組分固溶到熟料中去;由于系統(tǒng)溫度降低100℃,有害成分在窯內(nèi)的揮發(fā)和內(nèi)循環(huán)大大降低。并且配料方案的改變要求系統(tǒng)控制參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,才能保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。預(yù)熱器結(jié)皮堵塞、窯內(nèi)結(jié)蛋、結(jié)圈的主要原因是在預(yù)熱器內(nèi)形成液相,而生料速燒劑的使用,煅燒時(shí)仍然要到1100℃以上才能出現(xiàn)液相,而預(yù)熱器內(nèi)的溫度要遠(yuǎn)低于此溫度,因此只要控制好最后兩級(jí)預(yù)熱器的溫度,杜絕分解爐中的煤不完全燃燒,就不會(huì)造成預(yù)熱器的結(jié)皮堵塞。

  二、應(yīng)用高效復(fù)合水泥助磨劑,提高水泥強(qiáng)度,降低水泥生產(chǎn)成本

  要達(dá)到水泥新標(biāo)準(zhǔn)要求,提高水泥活性是關(guān)鍵。在混凝土中我國(guó)水泥約有20~40%沒(méi)有發(fā)揮水泥水化作用。水泥的活性與水泥熟料的礦物組成、礦相結(jié)構(gòu)有關(guān),與水泥磨細(xì)程度、顆粒級(jí)配、顆粒形貌有關(guān)。如何使水泥(含混合材)更好地發(fā)揮活性。一是物理激發(fā)——高細(xì)粉磨;二是化學(xué)激發(fā)——采用對(duì)水泥無(wú)害的化學(xué)物質(zhì)激發(fā)水泥的活性。如何在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下順利實(shí)現(xiàn)新老標(biāo)準(zhǔn)接軌,采用具有助磨、增強(qiáng)等復(fù)合功能的高效復(fù)合水泥功能添加劑技術(shù)將是最理想的選擇。

 ?。ㄒ唬┦褂米⒁馐马?xiàng)

  1.粉狀高效復(fù)合水泥助磨劑按0.4~0.5%的比例計(jì)量、液體助磨劑按0.1~0.2%的比例計(jì)量,均勻加入水泥磨中與熟料、石膏、混合材等共同粉磨或分別粉磨。

  2.入磨物料綜合水份≤1.5%。

  3.水泥粉磨細(xì)度45μm篩篩余≤15%,比表面積≥320m2/kg,比表面積愈大,效果越好。

  4.混合材的種類和比例要恰當(dāng)。以礦渣效果最好,其次是火山灰、粉煤灰等;如果是礦渣微粉(比表面積400 m2/kg左右),摻量最好占混合材總量的一半以上。

  5.通過(guò)試驗(yàn),找出石膏最佳摻入量。

  6.盡量提高水泥中Al2O3的含量。

 ?。ǘ┦褂眯Ч?BR>
  粉狀高效復(fù)合水泥添加劑從磨頭加入,與其他物料共同粉磨。在提高水泥強(qiáng)度、增加混合材摻量、降低成本方面效果顯著。其使用效果(以某廠為例)見(jiàn)表4、表5。

表4 使用高效復(fù)合水泥助磨劑增加混合材摻加量
序號(hào)
石膏
礦渣
沸石
爐渣
粉煤灰
石灰石
助磨劑
(%)
SO3
(%)
細(xì)度
3天
7天
28天
抗折
抗壓
抗折
抗壓
抗折
抗壓
1#
95
5
-
-
-
-
-
/
2.6
4.0
5.7
33
6.8
42.2
8.0
55.4
2#
41.5
8
45
-
-
-
5
0.5%
3.4
3.8
4.8
25.2
5.8
39.8
6.9
48.5
3#
64.6
5
20
5
5
-
-
0.4%
2.2
4.2
4.9
26.2
5.7
39.0
7.0
49.0
4#
64.5
5
10
10
10
-
-
0.5%
2.4
3.5
4.7
24.3
5.6
38.4
6.8
47.3
5#
64.5
5
-
30
-
-
-
0.5%
2.3
3.0
4.7
25.1
5.7
38.2
6.7
46.8
6#
64.5
5
-
-
30
-
-
0.5%
2.3
3.2
4.9
24.0
5.8
39.0
6.9
47.0
7#

  從表4可以看出應(yīng)用助磨劑技術(shù)在同等情況下,可大幅度提高混合材摻量,這是水泥企業(yè)降低成本的重要手段,具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從表5可以看出,增加0.5%助磨劑后,3天抗壓強(qiáng)度基本不變,28天抗壓強(qiáng)度一般提高2~5MPa,顯然水泥助磨劑技術(shù)是適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的重要技術(shù)。

表5 對(duì)使用高效復(fù)合水泥助磨劑前后生產(chǎn)水泥的強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)編號(hào)
試驗(yàn)用出廠水泥編號(hào)
物料配比
細(xì)度
用水量
凝結(jié)時(shí)間
抗折強(qiáng)度
抗壓強(qiáng)度
強(qiáng)度檢測(cè)方法
化學(xué)成份
水泥
助磨劑
初凝
終凝
3天
28天
3天
28天
Loss
SO3
MgO
5-6-1
5-1
P·0 42.5
100
/
6.7
127
2:11
3:10
3.7
7.4
16.7
40.3
ISO
3.31
2.75
2.28
99.5
0.5
6.4
130
1:46
2:40
4.0
7.2
23.1
45.8
ISO
3.56
2.42
2.85
5-6-2
5-2
P·0 42.5
100
/
6.3
128
2:19
3:19
3.8
8.4
16.1
39.8
ISO
3.46
2.70
2.23
99.5
0.5
6.0
132
1:47
2:42
3.9
8.2
22.6
45.0
ISO
3.67
2.69
2.87
5-6-3
5-3
P·0 52.5
100
/
3.6
128
1:51
2:41
5.2
9.2
26.7
52.1
ISO
1.22
2.68
1.86
99.5
0.5
3.4
130
1:25
2:17
5.8
8.5
33.6
55.0
ISO
1.90
2.69
1.64
5-6-4


 
  三、使用外加劑對(duì)水泥工業(yè)節(jié)能減排的作用

 ?。ㄒ唬┕?jié)能減排

  高效復(fù)合水泥助磨劑應(yīng)用與水泥生產(chǎn):

  可降低熟料用量10%;

  降低水泥粉磨電耗10%;

  多消納工業(yè)廢渣10%。

  按中小型水泥生產(chǎn)一般水平,熟料電耗75kwh/t、標(biāo)準(zhǔn)煤耗140kg/t、水泥粉磨電耗30kwh/t計(jì)算,每生產(chǎn)一噸水泥可以:

  節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤14kg;

  節(jié)電3kwh;

  減少石灰石消耗130kg;

  減少粘土消耗18kg;

  多用工業(yè)廢渣100kg;

  減排工業(yè)粉塵1kg;

  減排CO2氣體100kg;

  減排SO2氣體0.13kg;

  減排NOX氣體0.15kg。

 ?。ǘ┕?jié)省資源與土地

  一噸粉體高效復(fù)合水泥助磨劑可供生產(chǎn)200噸水泥使用;一噸液體高效復(fù)合水泥助磨劑可供生產(chǎn)1000噸水泥使用。

  山東宏藝科技有限公司年產(chǎn)粉體高效復(fù)合水泥助磨劑30萬(wàn)噸;液體高效復(fù)合水泥助磨劑10萬(wàn)噸;可供每年生產(chǎn)水泥16600萬(wàn)噸使用。因此可以:

  減少粘土消耗288萬(wàn)噸,按每0.5噸粘土/m2計(jì)算,節(jié)約耕地8640畝;

  多消納工業(yè)廢渣1600萬(wàn)噸,按工業(yè)廢渣占地3t/m2計(jì)算,節(jié)省占地8000畝。

 ?。ㄈ┱雇?BR>
  1.臨沂市

  2006年臨沂市水泥產(chǎn)量1200萬(wàn)噸,如果有50%的水泥生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)用了水泥助磨劑技術(shù),則可:

  節(jié)電0.63億kwh;節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤8.4萬(wàn)噸;減少石灰石消耗78萬(wàn)噸;減少粘土消耗10.8萬(wàn)噸;多消納工業(yè)廢渣60萬(wàn)噸;

  減排CO2氣體60萬(wàn)噸,減排SO2氣體0.08萬(wàn)噸。

  2.山東省

  2006年山東省水泥產(chǎn)量16600萬(wàn)噸,如果有50%的水泥生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)用了水泥助磨劑技術(shù),則可:

  節(jié)電8.73億kwh;節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤115萬(wàn)噸;減少石灰石消耗1079萬(wàn)噸;減少粘土消耗150萬(wàn)噸;多消納工業(yè)廢渣830萬(wàn)噸;

  減排CO2氣體830萬(wàn)噸,減排SO2氣體1.08萬(wàn)噸。

  3.全國(guó)

  2006年全國(guó)水泥產(chǎn)量為12.4億噸,如果有50%的水泥生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)用了水泥助磨劑技術(shù),則可:

  節(jié)電65億kwh;節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤855萬(wàn)噸;減少石灰石消耗8028萬(wàn)噸;減少粘土消耗1112萬(wàn)噸;多消納工業(yè)廢渣6175萬(wàn)噸;

  減排CO2氣體6175萬(wàn)噸,減排SO2氣體8.03萬(wàn)噸。

  節(jié)約耕地33330畝;節(jié)省占地30860畝。

  總之,適應(yīng)水泥新標(biāo)準(zhǔn),既要保證生產(chǎn)水泥達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求,企業(yè)又要獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,那么在燒成系統(tǒng)應(yīng)用高效生料速燒劑能最大限度地提高水泥熟料強(qiáng)度,降低熟料成本,減少大氣污染物的排放量。在水泥粉磨系統(tǒng)應(yīng)用高效復(fù)合水泥助磨劑,提高水泥活性,達(dá)到增加混合材摻量,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

 
 
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