利用鎂渣代替部分原料配料煅燒熟料

1 配料方案的設(shè)計 

　　1.1 原、燃材料 

　　生產(chǎn)用鎂渣為錦西鎂廠的鎂渣。鎂渣及原材料化學(xué)成分見表1,原煤工業(yè)分析見表2。  

表1 原、燃材料化學(xué)成分(%)

 表2 原煤工業(yè)分析  

　　1.2 生料易燒性試驗 全黑生料試樣A1～A3分別在700～1400℃的煅燒溫度下,保溫30min,冷卻后,測其fCaO。生料率值見表3,測量結(jié)果見表4。  

表3 鎂渣摻量和生料率值 

 
表4 生料易燒性試驗不同溫度下fCaO(%) 

　　由表4可以看出,生料中摻入鎂渣后,可以顯著改善生料的易燒性,并且隨著摻量的增加fCaO呈明顯下降趨勢,但鎂渣摻量不能太大,因為摻量過大會引起硅酸率過高,造成燒結(jié)困難,還會造成熟料中MgO超標(biāo)。根據(jù)我廠原材料特點,鎂渣摻量控制在20%左右為宜,生料率值控制在KH:0.92～0.95、n:1.8～2.0、P:1.0～1.2。用鎂渣代替部分原料配料,如果出現(xiàn)生料中Al2O3含量偏低的情況,可用少量的煤矸石配料加以校正,以彌補(bǔ)Al2O3含量偏低的問題。如需燒制道路水泥熟料或習(xí)慣燒高鐵料,可不用校正。 

2 利用鎂渣配料生產(chǎn)應(yīng)用效果 

　　在實驗室研究的基礎(chǔ)上,在我廠Φ2.5m×10m機(jī)立窯上進(jìn)行了試生產(chǎn)。 

　　2.1 改善了生料的易燒性,提高了熟料質(zhì)量</BIG><BR></STRONG> 熟料化學(xué)成分及率值見表5,質(zhì)量對比見表6。  

表5 熟料化學(xué)成分(%)及率值

表6　熟料質(zhì)量對比 


 

　　從表6可以看出摻入鎂渣后,出窯熟料安定性合格率大幅度提高,尤其是早期強(qiáng)度提高幅度較大,為生產(chǎn)早強(qiáng)型水泥提供了保障。試生產(chǎn)的425R普通硅酸鹽水泥和425R礦渣硅酸鹽水泥的化學(xué)成分見表7,物理性能見表8。  

表7 水泥化學(xué)成分(%)  

表8 水泥物理性能

  
　　2.2 降低了熟料煤耗 

　　摻鎂渣前標(biāo)準(zhǔn)煤耗為152.7kg標(biāo)煤/t熟料,摻鎂渣后,標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降到129.8kg標(biāo)煤/t熟料。 

　　2.3 機(jī)立窯臺時產(chǎn)量提高 

　　生料中摻入鎂渣后,易燒性得到了改善,上火速度明顯加快,基本無粘邊、結(jié)大塊現(xiàn)象,提高了全風(fēng)使用率,立窯臺時產(chǎn)量明顯提高,我廠Φ2.5m×10m機(jī)立窯臺時產(chǎn)量由原來的6.6t/h提高到7.8t/h。 

3 鎂渣作用機(jī)理 

　　1)鎂渣由于經(jīng)過1200℃左右的高溫煅燒,具有一定的化學(xué)活性,并形成了C2S、CF等初級礦物,這些礦物在熟料煅燒過程中,降低了晶體的成核勢能,起到了誘導(dǎo)結(jié)晶的作用,改善了生料的易燒性。  

　　2)由于鎂渣中的鈣元素以礦物形式存在,帶入生料中一定量的CaO、MgO,從而減少了部分CaCO3、MgCO3分解所吸收的熱量。另外,由于鎂渣中還含有一定量的C2S、CF等初級礦物,因而同時也減少部分氧化物固相反應(yīng)所需的熱量,在一定程度上降低了熟料的熱耗。  

　　3)由于我廠石灰石、粘土中含結(jié)晶SiO2較高、易燒性較差,生料中摻入鎂渣后,降低了結(jié)晶SiO2含量,改善了生料的易燒性。 

4 采用鎂渣配料后應(yīng)采取的工藝措施 

　　4.1 適當(dāng)降低配煤量 

　　由于采用鎂渣配料后,生料的易燒性得到了明顯改善,熟料熱耗降低,如配煤過多,液相生成較多,會出現(xiàn)底火變軟、粘邊煉窯等不正常窯情,因此應(yīng)采取逐步降低配熱的原則,開始時應(yīng)在原配熱基礎(chǔ)上,降低10%左右為宜,然后再根據(jù)窯面情況逐步降低,直至窯情正常。  

　　4.2 適當(dāng)縮小喇叭口角度 

　　采用鎂渣配料后,生料燒失量降低,一般在34%～35%左右。由于全黑生料燒失量降低,生料球與熟料的體積收縮比降低,因而應(yīng)適當(dāng)縮小擴(kuò)大口角度,我廠Φ2.5m×10m機(jī)立窯擴(kuò)大口角度由原來的14°縮小到11.5°,改后底火較穩(wěn)定,卸料順暢,煅燒較正常。 

　　4.3 加強(qiáng)立窯煅燒操作 

　　采用鎂渣配料后,生料易燒性得到了改善,上火速度加快,底火層厚度變薄。應(yīng)堅持暗火煅燒,濕料層厚度控制在400～500mm,底火層位置嚴(yán)格控制在喇叭口以上,做到大風(fēng)大料急冷快燒,從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。 

結(jié)語 

　　生產(chǎn)實踐證明,采用鎂渣配料,可以顯著改善生料的易燒性,降低熟料的熱耗,提高機(jī)立窯的產(chǎn)質(zhì)量。一個年產(chǎn)8.8萬t的機(jī)立窯廠每年可利用鎂渣一萬多噸,創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益近一百萬元,并且使鎂渣變廢為寶,解決了鎂渣占用場地、污染環(huán)境的問題,是鎂渣綜合利用的有效途徑。