水泥生產用原燃材料選擇體會

　　我公司自主開發(fā)設計的3500t/d新型干法生產線在設備安裝期間，由礦山部和化驗室負責所有原燃材料種類的確定及配料方案的設計。本著就地取材、節(jié)約能源的原則，我們考察了周邊地區(qū)所有能用來生產水泥的原燃材料礦源和供貨地，通過對各配料方案的易磨性實驗及易燒性實驗，優(yōu)化確定了配料方案。經過近3年的生產實踐，水泥熟料質量一直居于較好水平。本文就我們對生產原料的選擇和確定配料方案的過程作一總結，供同行借鑒。

　　1 生產用原燃材料的確定
　　根據水泥生產的配料要求，同時參考周邊幾家干法水泥所用原料種類，結合我公司的生產規(guī)模，主要考察各礦源的質量和儲量，只有質量、儲量同時滿足要求，才能列在候選方案中。

　　1.1石灰石的確定
　　我公司地處膠東半島，石灰石資源非常缺乏。公司接管過來的石灰石礦已經多年的民采，礦坑內滿目瘡痍，剝離土、夾層泥灰質巖到處堆放。經過近兩個多月在各個開采面的反復取樣驗證，確認自備礦山的儲量完全滿足生產需求，但是質量波動很大，俗稱“雞窩礦”，同一個爆破堆質量變化也很大。石灰石質量大體分為兩類：即表1中的自采1和自采2。如果自采1和自采2能夠按1∶1搭配比例同時開采搭配使用，也可以滿足生產需求；但自采2石灰石開采量有限，且其中SiO₂含量較高，單獨使用自備礦山的石灰石，石灰石中w（SiO₂）高達10.8%，配料很困難。另外，石灰石破碎機錘頭磨損嚴重，幾乎半月需要更換一副錘頭，且生料的易磨性、易燒性極差，煤耗高，煅燒時又易產生飛砂料，不利于窯襯的保護。

表1 石灰石料的一種搭配方案（%）

　　根據我公司自備石灰石的狀況，考慮到當地石灰石資源將越來越緊張，我公司礦山又處于初始整合階段，石灰石質量無保證，決定外購一部分民采的優(yōu)質石灰石，進行儲備用于自備礦山開采質量滿足不了配料要求時搭配使用。事實上，投產近3年的生產中，已有幾次自備礦山質量出現波動，均用現場儲備的優(yōu)質石灰石料進行了及時調整，從而實現了生產線正常運行。如表1中方案就采用外購石灰石30%，與70%自備礦山搭配，此混合石灰石料既經濟又改善物料易磨性和易燒性，使配料主動，而且熟料質量較好。

　　1.2 硅質原料的確定
　　當地硅質原料礦源比較充足，我們主要考察了硅石、風化砂巖、頁巖、黏土、黃金尾礦、鐵礦石尾礦幾種，見表2。根據水泥生產常規(guī)考慮，我們首先考慮使用黏土作硅質原料，并且尋找了三個黏土的供應點，質量也符合配料要求，但是儲量較小，且我公司臨近海邊，空氣比較潮濕，黏土晾曬難度大，不符合新型干法水泥生產的環(huán)保要求，最終放棄。另外我們還考察了當地的黃金尾和鐵礦石選礦廠的尾礦，也均達不到質量和儲量的要求。后我們又對周邊的三處砂巖礦分別考察了儲量和質量。砂巖1運輸距離遠，但是礦儲量豐富具備開采條件，質量指標比較好，可作為低堿水泥生產時儲備原料使用；砂巖2因處風景保護區(qū)不具備開采條件；砂巖3雖是風化砂巖，但堿含量較高被否決。

表2 硅質原料

　　最后考察了頁巖。表2中頁巖1的成分滿足我們的配料要求（根據常規(guī)干法水泥配料，都希望硅質材料的硅質量分數越高越好，但因我公司的石灰石硅高，直接影響配料，后經計算和試配發(fā)現硅質原料的硅質量分數在55%以上就可以配出合理的生料三率值），而且通過大量的表層取樣、刻槽取樣，整個礦體的質量波動較小，儲量很大又具備開采條件，易燒性試驗效果也很好，最后確定了該礦為我公司硅質原料礦點。

　　1.3 鐵質原料的確定
　　根據石灰石的品位，鐵質原料中的w(Fe2O3)在35%以上即可滿足配料。另從充分利用廢渣考慮，我們重點考察了二種硫酸渣料，見表3。其中硫酸渣1雖然品位較高，但是運距太遠，貨源緊缺，相應價格較高；而硫酸渣2雖然品位低，但是運距近，儲量大，價格便宜，又可以滿足配料要求，因此最終選擇硫酸渣2作為我公司鐵質原料。

表3 硫酸渣

　　1.4鋁質原料的確認
　　選擇鋁質原料時，我們要求鋁質原料的w（Al2O3）值不只能考慮濕粉煤灰、鋁釩土及電廠煤爐渣等鋁質原料。其中，鋁釩土價格昂貴被否決；濕粉煤灰露天堆放，表層很快風干，粉塵隨風而起，對周圍環(huán)境污染很嚴重，而且配料時下料不暢，影響配料的穩(wěn)定性，因此也被否決了。

　　最后考察電廠的煤爐渣（成分見表4），但爐渣1和煤爐渣2的質量波動較大，w（Al₂O₃）從14%波動到25%，主要原因是電廠使用煤質不均造成的。煤爐渣3成分相當均勻，其w（Al₂O₃）在24%~28%之間波動，呈黑色玻璃態(tài)，結粒比較均齊，且量也在130t/d左右，能滿足原料配料用量要求。不過該爐渣的易磨性差，因我公司原料磨采用的是立磨，能滿足粉磨要求，因此最終我們選擇了煤爐渣3作為鋁質校正原料用于原料配料。

表4 鋁質材料（%）

　　1.5 原煤指標的確定
　　在試生產時，我公司進廠煤的指標控制不高，在配料過程中發(fā)現進廠石灰石品位偏低時，煤灰對生料飽和比的提高影響很大，而且生料易燒性差，易起飛砂料，熟料質量不好，對窯皮傷害很嚴重。因此，我們及時提高了進廠煤的質量指標，控制收到基原煤低位熱值不得低于5800×4.18kJ，從而確保了熟料質量，見表5。

表5 原煤指標          

　　2 生熟料質量情況
　?。?）生料質量。在上述一系列工作的基礎上，我們確定了四組成（石灰石，頁巖1，硫酸渣2和煤爐渣3）進行原料配料（見表6）。其中石灰石為混配石灰石，其游離硅仍很高（在8%左右）。為了改善生料的易燒性，在生料制備中我們控制生料細度0.08mm的篩余控制在12%以下，0.2mm的篩余控制為零。

表6 生料配料及組成%

　　另外，在易燒性試驗中還發(fā)現，配入大理巖后的生料易燒性要比單獨使用石灰石的易燒性差，因此在石灰石質量符合要求時，盡可能的減少大理巖的用量。

　?。?）熟料的質量。通過易燒性試驗，確定了熟料的三率值指標，采用“中飽合、高硅率、高鋁率”方案，我公司的生產出優(yōu)質的水泥熟料，見表7。

表7 近三年熟料平均質量統(tǒng)計

　　3 結語
　?。?）選擇原材料時，不拘泥于教條，充分考慮當地資源，有序開發(fā)，合理搭配，即節(jié)約資源，又可生產出優(yōu)質熟料。
　　（2）我廠采用低品位石灰石配料，注重均化，選擇優(yōu)質煤煅燒，節(jié)省了水泥生產成本，取得了良好的經濟效益。