遼寧工源水泥(集團(tuán))有限責(zé)任公司將火連寨礦山轉(zhuǎn)運(yùn)站旁山坡地作為廠址，利用已有的部分設(shè)施于2005年建成一條2500 t/d型干法熟料生產(chǎn)線。
成都建材工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司(簡(jiǎn)稱成都院)結(jié)合項(xiàng)目所在地工業(yè)廢渣十分豐富的特點(diǎn)，以大量采用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥熟料為出發(fā)點(diǎn)，拓寬了工業(yè)固體廢棄物在該企業(yè)水泥生產(chǎn)的應(yīng)用范圍，為進(jìn)一步改善地方環(huán)境創(chuàng)造了條件。
1 本工程可利用廢渣狀況
1．1石灰石礦山礦層中高鎂夾層
廠址直線距離約800 m的火連寨石灰石礦作為石灰質(zhì)原料礦山，石灰石礦山礦層中共含有十個(gè)高鎂夾層，其中夾2和夾6規(guī)模最大，在開采過(guò)程中應(yīng)予以剔除，其余夾層規(guī)模較小不易剔除，可搭配開采，以提高石灰石礦山的綜合利用率，礦區(qū)累計(jì)地質(zhì)儲(chǔ)量5186萬(wàn)t，礦山保有地質(zhì)儲(chǔ)量4400萬(wàn)t。
1．2鐵尾礦
鐵尾礦是鐵選廠經(jīng)礦石破碎(干磁選)、礦石粉磨(濕磁選)、分選鐵粉后產(chǎn)生的廢棄排放物，一般生產(chǎn)lt鐵粉將產(chǎn)生1．5 t的鐵尾礦。
火連寨鐵礦選礦廠的鐵礦尾礦粉作為硅質(zhì)原料，火連寨鐵礦選礦廠距擬建廠址5 km，汽車運(yùn)輸進(jìn)廠。另外距廠址25 km的歪頭山鐵礦選礦廠亦有大量鐵礦尾礦可供本項(xiàng)目使用。本溪市作為我國(guó)鋼鐵工業(yè)基地之一，鐵礦尾礦儲(chǔ)量豐富，鐵尾礦現(xiàn)有存量約數(shù)億噸，并且每年還要新增排放量l 000萬(wàn)t左右。
鐵尾礦主要成分為SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、A12O3，可作為水泥生產(chǎn)的硅質(zhì)原料使用。
1．3 熔渣
熔渣是指鐵礦石經(jīng)冶煉后包覆在熔融金屬表面的玻璃質(zhì)非金屬物。主要是冶金原料中的氧化物或冶金過(guò)程中生成的氧化物組成的熔體。
熔渣主要由氧化物構(gòu)成，如CaO、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3等，除氧化物外，熔渣還可能含有少量其他類型的化合物甚至金屬，從熔渣成分看，也可作為水泥生產(chǎn)的硅質(zhì)原料使用。
本溪鋼鐵公司在煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生大量熔渣，熔渣的排放占用大量土地，也會(huì)對(duì)環(huán)境、空氣造成嚴(yán)重污染。
1．4 粉煤灰
從煤燃燒后的煙氣中收捕下來(lái)的細(xì)灰稱為粉煤灰。粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。
粉煤灰是我國(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，現(xiàn)階段我國(guó)年排渣量已達(dá)3000萬(wàn)t。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。
本鋼發(fā)電廠每年排放大量干排粉煤灰，本項(xiàng)目作為硅鋁質(zhì)原料。電廠距擬建廠址約l5 km，汽車運(yùn)輸進(jìn)廠。
1．5 硫酸渣
硫酸渣是采用硫鐵礦或含硫尾砂做原料生產(chǎn)硫酸過(guò)程中所排出的一種廢渣。
硫鐵礦是我國(guó)生產(chǎn)硫酸的主要原料，我國(guó)每年有數(shù)百萬(wàn)噸燒渣排出。硫酸渣中一般含鐵在30％～50％左右，還含有一定量的銅、鉛、鋅、銀、金等物質(zhì)。
本溪市周邊縣市硫酸工廠較多，可用硫酸渣作為生產(chǎn)線鐵質(zhì)原料。
另外本溪鋼鐵公司的硫化礦鐵粉，也可作為鐵質(zhì)原料使用，距廠址約l5 km，汽車運(yùn)輸進(jìn)廠。
2 廢渣利用設(shè)施設(shè)計(jì)
2．1石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)
為減小礦石成分的波動(dòng)，方便生料配料和生產(chǎn)控制，提高入窯生料的質(zhì)量，以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定正常進(jìn)行，設(shè)置石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)。
2．2鐵尾礦硫酸渣堆棚、儲(chǔ)庫(kù)
本項(xiàng)目生產(chǎn)用鐵礦尾礦粉和鐵粉進(jìn)廠水分高，為便于瀝水和有較大的儲(chǔ)存量，本設(shè)計(jì)鐵礦尾礦粉和鐵粉儲(chǔ)存采用吊車庫(kù)。鐵礦尾礦粉、鐵粉由汽車運(yùn)輸進(jìn)廠，卸入吊車庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存，庫(kù)內(nèi)的物料由橋式抓斗起重機(jī)抓到受料倉(cāng)，送至配料庫(kù)儲(chǔ)存。
寒冷季節(jié)，為破碎凍結(jié)的鐵礦尾礦粉，在吊車庫(kù)旁設(shè)置一沖擊式粘土破碎機(jī)對(duì)其凍結(jié)鐵礦尾礦進(jìn)行破碎，破碎后的鐵礦尾礦粉經(jīng)帶式輸送機(jī)送至鐵礦尾礦粉配料庫(kù)。
采用熔渣作為硅鋁質(zhì)原料時(shí)，可代替鐵礦尾礦粉儲(chǔ)存于儲(chǔ)庫(kù)中。
2．3 粉煤灰?guī)?/FONT>
粉煤灰直接由水泥散裝罐車運(yùn)輸進(jìn)廠，經(jīng)氣力輸送至一個(gè)Φl0 m帶減壓錐的充氣配料庫(kù)儲(chǔ)存。
該生產(chǎn)線物料儲(chǔ)存設(shè)施見表1。
3 廢渣綜合利用的研究、實(shí)踐及存在問(wèn)題
3．1廢渣綜合利用的實(shí)驗(yàn)室研究
成都院于2003年5月對(duì)本項(xiàng)目原料的易磨性、易燒性及彩屯煤燃燒進(jìn)行了試驗(yàn)研究，采用石灰石、鐵尾礦、粉煤灰、硫酸渣配料，其原料的邦德粉磨功指數(shù)一般為11～12 kWh／t，易磨性為中等，原料易磨性隨鐵礦尾礦粉的增加而變差。設(shè)定熟料三率值KH為0．90，SM為2．4～2．7，IM為l．5的情況下進(jìn)行生料易燒性試驗(yàn)，熟料中fCaO含量均在1．5％以下，說(shuō)明生料易燒性較好，但窯內(nèi)硫堿比超過(guò)1，有害成分可能會(huì)造成預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)輕微結(jié)皮，設(shè)計(jì)時(shí)需多設(shè)空氣炮，確保燒成系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制進(jìn)廠原燃料的質(zhì)量。對(duì)彩屯煤工業(yè)分析的結(jié)果可以看出，彩屯煤熱值可滿足生產(chǎn)要求，但含硫量高、揮發(fā)分低、灰分高，對(duì)分解爐和窯的操作會(huì)帶來(lái)不利影響，因此窯頭及分解爐煤粉燃燒器選
擇時(shí)應(yīng)充分考慮，同時(shí)在生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制煤粉的細(xì)度。
3．2 生產(chǎn)線配料設(shè)計(jì)及生產(chǎn)運(yùn)行
3．2．1配料設(shè)計(jì)所采用原料及煤灰的化學(xué)成分見表2。
熟料率值設(shè)計(jì)為：KH=0.90±0.02，SM=2.55±0.1，IM=1.5±0.1。
熟料燒成熱耗及煤灰摻入量：燒成熱耗為3093 kJ／kg，煤灰摻入量4．12％，干基原料配合比及理論生料消耗見表3。
3．2．2生產(chǎn)線運(yùn)行效果
(1)石灰石、鐵尾礦、粉煤灰、硫酸渣配料。
2004年12月熟料生產(chǎn)線進(jìn)入試生產(chǎn)調(diào)試，生產(chǎn)初期按設(shè)計(jì)的四組分進(jìn)行配料，即石灰石、鐵尾礦、粉煤灰、硫酸渣。生、熟料化學(xué)成分見表4。
從表3中可知，鐵尾礦的需配料量很少，生產(chǎn)控制較難，當(dāng)鐵尾礦含鐵量稍高時(shí)，完全可以去掉原有的鐵質(zhì)校正原料——硫酸渣，采用石灰石、鐵尾礦、粉煤灰三組分配料，就可以滿足配料的要求。
(2)石灰石、鐵尾礦、粉煤灰、熔渣配料。
生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)后，工廠根據(jù)熔渣的成分，摻入部分熔渣替代鐵尾礦進(jìn)行四組分進(jìn)行配料，即石灰石、鐵尾礦、粉煤灰、熔渣，配料數(shù)據(jù)見表5，原煤熱值4758 kJ/k9，干基原料配合比及理論生料消耗見表6，生、熟料化學(xué)成分見表7。
加入熔渣后物料性質(zhì)、成分發(fā)生變化，可使生料軟化溫度低、物相均勻，促進(jìn)燒結(jié)過(guò)程中液相生成，熟料易燒性提高，使燒成系統(tǒng)煤耗明顯降低。
(3)生產(chǎn)線主要運(yùn)行指標(biāo)(表8)。
3．3存在的問(wèn)題
(1)冬季由于鐵尾礦粉水分較高，在本溪地區(qū)必然存在著凍結(jié)、蓬倉(cāng)、下料不均勻等問(wèn)題，導(dǎo)致生料配料不準(zhǔn)，影響系統(tǒng)穩(wěn)定操作，因此冬季期間應(yīng)采用干式磁選后的鐵尾礦，夏季可采用濕式磁選后的鐵尾礦。
(2)熔渣配料時(shí)，由于熔渣易磨性的差異，導(dǎo)致生料粉磨系統(tǒng)操作變化較大，應(yīng)及時(shí)調(diào)整生料磨鋼球級(jí)配等參數(shù)；熔渣的表面特性也與普通原料(包括鐵尾礦)差異大，在采用熔渣配料時(shí)，電收塵器收塵效果較差，應(yīng)加強(qiáng)廢氣調(diào)濕作業(yè)，保證收塵器的廢氣排放達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求。
4 結(jié)束語(yǔ)
(1)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)充分考慮當(dāng)?shù)毓I(yè)廢渣資源豐富的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的原料設(shè)施為采用工業(yè)廢渣進(jìn)行配料提供有利的實(shí)施條件，并且易于在生產(chǎn)中調(diào)整工業(yè)廢渣品種。高效的CDC預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的原料適應(yīng)性，為生產(chǎn)線大量采用工業(yè)廢渣配料提供了可靠的保障。
(2)本溪市作為我國(guó)鋼鐵工業(yè)基地之一，工業(yè)廢渣鐵尾礦、熔渣、鋼渣、粉煤灰、硫酸渣現(xiàn)有存量很大，廢渣的堆存不僅占用大量土地，掩埋植被，極大地污染和破壞人類的生存環(huán)境，嚴(yán)重的甚至造成安全事故和環(huán)境災(zāi)難。工業(yè)廢渣的綜合治理、廢物利用意義重大。水泥生產(chǎn)線大量消耗工業(yè)廢渣，必將對(duì)保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境起著重大作用，具有顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
(3)大量采用工業(yè)廢渣配料，可減少生產(chǎn)線對(duì)原生資源的使用量，減少石灰石、原煤用量，大大降低企業(yè)生產(chǎn)成本，有利于水泥企業(yè)節(jié)能減排，給水泥企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
