利用鉛鋅尾礦代替部分原料生產水泥

1  配料方案的設計 

1.1  原燃材料 

   生產用鉛鋅尾礦為東青堡鉛鋅礦排放的尾礦,鉛鋅尾礦及原材料化學成分見表1,原煤工業(yè)分析見表2。 

表1  原、燃材料化學成分(%) 

表2  原煤工業(yè)分析

1.2  尾礦的物理性能 

      鉛鋅尾礦的細度120目篩篩余在15%左右,并具有一定的可塑性,經測定尾礦塑性指數可達13.5以上,對生料成球有一定的益處。

1.3  生料易燒性試驗 

      全黑生料試樣A1、A2分別在700～1400℃的煅燒溫度下,保溫30min,冷卻后,測其fCaO。全黑生料率值見表3,測量結果見表4。

表3  尾礦摻量和生料率值

表4  不同煅燒溫度下生料的fCaO含量(%)  

    由表4可以看出,生料中摻入尾礦后,可以顯著改善生料的易燒性,尤其是在1100℃以后,A2試樣fCaO呈顯著下降趨勢,說明尾礦的存在可加快fCaO的吸收。根據我廠原材料特點,尾礦摻量控制在10%左右為宜,生料率值控制在KH:0.92～0.96;n:1.80～2.0;P:1.2～1.4。 

2  生產應用效果 

2.1  改善了生料的易燒性、提高了熟料質量 

 熟料化學成分及率值見表5,質量對比見表6。 

表5  熟料化學成分(%)及率值(%) 

表6  熟料質量對比 

    由表6可以看出,摻加尾礦后,熟料質量明顯提高,出窯熟料安定性合格率達到了80%以上,早期強度也得到了明顯提高。

2.2  降低了熟料煤耗 

     摻鉛鋅尾礦前標準煤耗為156.4kg/t熟料,摻鉛鋅尾礦后下降到130.6kg/t熟料。 

2.3  機立窯臺時產量提高 

    生料中摻入鉛鋅尾礦后,易燒性得到了改善,上火速度明顯加快、高溫層內熔體相對增多、物料燒結較好,提高了全風使用率,立窯臺時產量明顯提高。我廠Φ2.5m×10m機立窯臺時產量由原來的6.8t/h提高到8.1t/h。 

2.4  生料磨機臺時產量提高 

     生產實踐證明,鉛鋅尾礦的易磨性好于鐵礦石及石灰石,我廠Φ1.83m×7m生料磨臺時產量由原來的12.2t/h提高到13t/h。 
2.5  降低了原材料成本 

     用鉛鋅尾礦配料可代替部分石灰石、鐵礦石及全部石膏。由于鉛鋅尾礦屬工業(yè)廢棄物,因而成本較低,我廠使用的尾礦進廠成本在20元/t左右,配料成本對比如下:  

生料中鉛鋅尾礦摻加量為10%×20元/t=2.00元/t 

可減少石灰石摻量5%×17元/t=0.85元/t 

鐵礦石摻量3%×70元/t=2.10元/t 

石膏摻量2%×140元/t=2.80元/t 

因此每噸全黑生料可降低成本: 

0.85+2.10+2.80-2.00=3.75(元) 

生料年產量按8萬t計算,可降低成本: 

8×3.75=30(萬元) 

3  采用鉛鋅尾礦配料后應采取的工藝措施 

3.1  適當降低配煤量 

     由于采用鉛鋅尾礦配料后,生料的易燒性得到了明顯改善,高溫液相出現的溫度降低,熟料熱耗降低,如配煤過多、液相生成過多,易出現底火變軟、粘邊、結窯等不正常窯情,一般應在原配熱的基礎上降低配熱10%左右為宜,然后再根據窯面情況適當調整。 

3.2  加強工藝管理,穩(wěn)定生料質量 

     采用鉛鋅尾礦配料后,生料在煅燒時具有上火快、物料較粘結的特點,如生料化學成分波動大、率值不合理、會影響機立窯的正常操作,引起不正常窯情發(fā)生。因而應加強對進廠原、燃材料的質量控制,穩(wěn)定生料配比,提高生料的合格率,對全黑生料的含煤量、Fe2O3含量要嚴格控制。 

3.3  加強立窯煅燒操作 

     采用鉛鋅尾礦配料后,上火速度加快,物料較粘結,應堅持淺暗火煅燒,濕料層厚度控制在300～400mm左右,采取“壓二肋、守邊風、提中間”的操作方法、底火層位置嚴格控制在喇叭口以上,做到大風大料、急冷快燒、避免還原氣氛,從而達到穩(wěn)定窯情的目的。 

4  結語  

     生產實踐證明,采用鉛鋅尾礦配料,可以顯著改善生料的易燒性,降低熟料的熱耗,提高機立窯的產質量。一個年產10萬t的機立窯廠,每年可利用鉛鋅尾礦一萬多噸,創(chuàng)經濟效益可達一百萬元以上,并且使廢棄的鉛鋅尾礦變廢為寶,解決了鉛鋅尾礦占用場地、污染環(huán)境的問題。