石灰石特性對生料易燒性的影響

　　影響生料易燒性的因素很多，如原料質量、生料配方、細度、均勻性、礦化劑和微量組分等。石灰質原料是生產水泥熟料的主要原料，在生料配比中約占80%的比例，其物理化學性質及礦物特性對水泥生料的各種性能、水泥熟料的煅燒過程以及窯系統(tǒng)的工藝參數均有重要影響。本文通過選取不同水泥廠所用的石灰石，分析其化學成分及礦物組成、結晶狀況，在同一率值、細度及燒制條件下，研究了石灰石與生料易燒性的關系。

　　1 石灰石特性
　　(1)石灰石的化學成分
      本文選取三家水泥廠的石灰石作為研究對象。表l為石灰石的化學成分分析結果。由表1數據可看出，石灰石-l的Si02含量較高為8.29%，MgO含量最低為0.75%；石灰石-2的MgO含量較高為2.23%。

　　(2)石灰石的XRD分析
　　我們采用X—射線衍射分析鑒定石灰石的礦物組成，圖l為石灰石的X-射線衍射圖譜。由圖可知，三廠石灰石主要物相為方解石，其次為α-石英，石灰石-2和石灰石-3還含有少量白云石。

圖1  石灰石的X-射線衍射圖譜

　　(3)SEM分析
　　為了進一步研究石灰石中各礦物相的形貌及結晶情況，采用掃描電鏡對石灰石進行了分析。圖2為石灰石掃描電鏡照片，板狀物為方解石晶體；橢圓形物主要成分為Si0₂，晶粒尺寸1～2μm。石灰石-l中石英含量較高，與化學成分分析中Si0₂含量高相對應。石灰石-3中方解石晶體晶粒粗大，晶粒尺寸較大，大多數晶粒在10μm以上，結晶完整。石灰石-1和石灰石-2的方解石晶體晶粒細小，且雜質含量高，以石灰石-2中雜質含量最高。

圖2 石灰石掃描電鏡照片

　　(4)差熱分析
　　做各廠石灰石的差熱分析，石灰石各分解過程溫度見表2。石灰石-l啟始分解溫度較低，反應極大溫度和結束分解溫度較高。該石灰石大量分解溫度高及分解溫度范圍寬。石灰石-2啟始分解溫度較低，反應極大溫度較低。石灰石-3啟始分解溫度高于表中所列的其它石灰石，反應極大溫度和結束分解溫度也較高。

　　2 生料易燒性研究
　　每個水泥廠均采用兩種配料方案：1為KH=0.90，SM=2.60，AM=1.50；2為KH=0.92，SM=2.60，AM=1.50。生料的配合比見表3。

　　生料易燒性試驗按國標GB9965-88《水泥生料易燒性試驗標準》進行。具體方法是將磨好的細度符合要求的生料加20%的水，借助模具制成Ф13mm×13mm的試體，置于105～110℃的電熱干燥箱內烘干(60min以上)，然后置于加熱至950℃的預燒高溫爐內，恒溫預燒30min，然后立即轉放到恒溫分別至1350℃、1400℃、l450℃的高溫爐內，恒溫煅燒30min，試樣取出后自然冷卻，然后做fCa0測試。結果見表4。

　　3  結果分析
　　三個廠的生料的易燒性都較好，由表4數據看到，三個廠的生料的易燒程度是2廠>1廠>3廠這是因為碳酸巖的顆粒組成和結晶度是決定礦石的易碎性易磨性，分解難易和反應活性的重要因素。

　　3廠的石灰石中方解石晶體尺寸較大，其分解溫度也很高，因此其生料的易燒性較差。從CaC03分解所得的CaO在硅酸鹽氧化物中擴散的活性程度，取決于分解產物Ca0的缺陷結構的不規(guī)則程度和密度，而影響最大的是方解石晶體的大小。隨著方解石晶體尺寸的減小，分解出的Ca0缺陷結構密度增大，CaC03晶體愈小，分解出的Ca0顆粒也愈小，分散度愈大，在相等量熔體條件下，Ca0顆粒與熔體的接觸面愈大，故Ca0溶解及參與燒成反應的數量愈多，因此其易燒性越好。

　　生料中石灰石質組分卡要為含Ca0方解石。2廠石灰石中雜質含量高、分布廣也有助于石灰石反應活性的提高，其易燒性較好。

　　隨石灰石中二氧化硅含量增多，f-Ca0含量也增多，生料易燒性變差。l廠的石灰石中Si0₂含量較2廠高，因此易燒性較差一點。