电石渣制水泥熟料烧结性能与新工艺

发布时间：2022-10-05 10:06 热度：

　　摘要：随着城市化建设步伐的加快，对水泥的需求持续增加。水泥有着广阔的市场和前景。年产10万吨pvc生产企业一年30万吨电石渣。电石渣作为制水泥的熟料，即解决了环境污染的问题，又增加了企业的效益。本文对电石渣制水泥的烧结性能及新工艺做了分析。

　　关键词：电石渣 水泥熟料 新工艺

　　一、电石渣生料的烧结性能

　　在电石渣生料烧结性能实验中，其配料率值为：KH=0.9,SM=2.7,LM=1.6,同时进行了空白样对比实验，其中一组石灰质颜料100%为电石渣，一组石灰质原料全部采用石灰石，其他矿物组分一样。对烧成试样进行了fCaO分析、X射线衍射分析及扫描电镜分析。

　　1.1 fCaO分析

　　电石渣样的fCaO的含量较高，对比空白样的fCaO指标较低，因而后者显示出良好的易烧性，前者的易烧性较差。

　　影响试样易烧性的因素较多，试样中每种物料的物化性质都对易烧性构成影响，试验的结果与以前一些文献(1)的报道刚刚相反，说明了对易烧性我们不能仅仅根据其中某一种物质做出判断，其易烧性的好坏需由实验来确定。

　　1.2X射线衍射分析

　　矿物质的X射线衍射图像可以判断，该矿物的化学组成为Ca54MgAl2Si16O90，通过其特征谱线也可以明显的看出，在熟料中大量存在C3S，C2S、C3A等熟料的主要矿物相，而且C3S和C2S水泥熟料矿物的含量较高，与电石渣样的衍射图相比，可以明显的发现，A矿的含量比电石渣样烧制的熟料要主高。

　　1.3试样扫描电镜分析

　　电石渣烧制熟料的扫描电镜图像可以看出,晶体发育状况并不理想,晶粒尺寸较少,但还是可以看到呈长柱状的A矿晶体,棱角钝化,和大量的B矿粒子混合在一起被中间相所包覆。

　　各项测试结果显示，不管是fCaO的含量、X射线衍射显示的各晶休的衍射强度，还是扫描电镜图片表明的晶体发育情况，都表明了电渣配制的生料其易烧性不能使用石灰石配制的生料。其原因在于电石渣和石灰石分解后得到的CaO烧性能不同，其晶体形态也不同，这样就造成了两组试样的烧结过程不同，微观结构的晶体形态不同。

　　1.4对熟料质量的影响

　　到目前为止，根据生产企业的实际情况，利用电石渣替代石灰石生产的水泥没有不良的影响。因此本次没有对熟料的质量进行深入的研究，但通过对烧结试验的扫描电镜观察，利用电石渣配制的试样基晶体结构呈长形，这种晶体结构对熟料强度是有利的。

　　二、电石渣制水泥工艺方案的可行性分析

　　电石渣制水泥的工艺方案一直存在着两种观点，一是湿磨干烧，，另一种新型干法，按照国家“技术、优化设计、国产化、低投资”的要求，充分吸纳国内已投产的电石渣制水泥的成熟工艺的基础上，该项目的工艺方案采用了生料浆经过压滤饼后直接入窑锻烧的生产工艺(湿磨干烧)，同时引入了新型干法水泥先进的DCS控制系统。既保证了生产工艺的成熟性、可靠性，同时又引进先进的生产控制系统，该工艺方案以经新疆天业股份有限公司在国内首次使用并成功生产出合格的水泥产品，证明该工艺方案可行。

　　采用该工艺路线特点：原料大量采用聚氯乙烯主业生产排放的煤渣及电石渣进行潜代：采用料浆压滤的生产工艺，提高了产量，降低了单位主品的原煤消耗;窑尾采用新技术，解决了滤饼入窑后的流动及热交换等技术难题;充分利用现有电石渣堆放场的地形条件进行工艺布置;水泥粉磨采用磨机带辊压机系统，可使水泥粉磨的单位主量电耗下降25%~40%，

　　三、用电石渣配料煅烧水泥熟料的常见工艺

　　国内将电石渣应用于水泥生产始于上世纪70年代，当时主要采用湿法长窑和立窑煅烧水泥熟料。随着水泥工业技术的发展，目前对电石渣利用的生产工艺是以“湿磨干烧”为主。

　　3.1 立窑生产工艺

　　除电石渣以外的其它原燃料按比例配合衙入湿法生料磨粉磨，制成的料浆与经浓缩池浓缩的电石渣按比例入配料均化库。出配料均化库的生料浆含水分50%左右，经压滤机压滤后，滤饼水分≤40%。滤饼经烘干机烘干后成为水分26%左右的生料粉，生料粉加适量水成球后入立窑煅烧成水泥熟料。

　　这种工艺投资低，并且电石渣可全部代替石灰石配料。但该工艺相对落后，单条生产产量低，熟料质量较低且不够稳定，属于国家产业政策要淘汰的生产工艺。

　　3.2 湿法生产工艺

　　利用电石渣配料煅烧水泥熟料的湿法工艺。除电石渣外的其它配料组分采用湿法球磨机磨制成含水分35%~40%的生料浆，储存于6~9座圆库中，浓缩后含水分65%~70%的电石渣浆可以通过生料磨头加入，也可不经过生料磨而直接加入到料浆储存圆库中，各储存圆库中的料浆用压缩空气搅拌均匀，通过多库搭配，合格生料浆进入料浆均化搅拌池中均化。均化合格的含水分50%左右的生料浆，直接喂入湿法长窑煅烧成水泥熟料。

　　这种工艺流程简单、投资低、配料及料浆输送方便、粉尘污染小、熟料质量好，并且电石渣也可全部代替石灰石进行配料。但该工艺中回转窑单位容积产量低、熟料烧成热耗高、设备腐蚀严重，系统产生的大量的带碱性气体对窑尾特别是电除尘器腐蚀很明显，一台电除尘器几年时间就报废，也是国家产业政策要淘汰的生产工艺。

　　3.3半湿法料饼入窑生产工艺(带料浆压滤系统的湿法窑)

　　利用电石渣配料煅烧水泥熟料的半湿法工艺。电石渣作为原料之一与其它原料配料后入生料磨，制成综合水分约为50%的生料浆，通过机械脱水装置脱水，成为综合水分40%左右的料饼进回转窑煅烧水泥熟料。

　　这种工艺保持了湿法工艺的优点，并针对湿法工艺入窑料浆水分高的缺点，改为水分相对较低的料饼入窑，相对于湿法工艺，回转窑单位容积产量有较大幅度的提高，熟料烧成热耗有较大幅度的降低，技术经济指标明显优于湿法工艺。

　　3.4五级旋风预热哭窑生产工艺(干法工艺)

　　利用电石渣配料煅烧水泥熟料的干法工艺。电石渣通过压滤机压滤、回转式烘干机烘干脱水，成为综合水分为20%左右的物料，与其它的原料配料后再送入烘干磨，利用窑尾废气余热烘干及粉磨物料，烘干粉磨后的物料经均化后进入窑尾五级好预热器、回转窑煅烧成水泥熟料。

　　由于采用新型干法煅烧工艺，具备新型干法生产技术的优点：熟料烧成热耗相对较低，对于300~600t/d预热器窑，烧成热耗为4200~4500kJ/kg熟料，但该方案生产工艺流程较复杂，通过回转式烘干机洪干电石渣，当电石渣水分较高时，烘干机基本无法处理，电石渣的掺量受限，生产稳定性不好，另外，如何处理粘性较大的电石渣进出烘干机以及烘干后形成的高含尘、高湿废气易结露净化困难，也是令人头疼的难题。总体而言，该种生产工艺还不是非常成熟，难以被推广。

　　3.5“湿磨干烧”生产工艺

　　得用电石渣配料煅烧水泥的熟料的“湿磨干烧”工艺。电石渣作为原料之一与其它原料配料后一起入湿法生料磨(亦可不经过磨机在磨合混合)，磨成综合水分43%左右的生料浆，通过机械脱水装置脱水，成为综合水分为25%左右的料饼，再将料饼送入破碎烘干机，利用窑尾废气余热烘干并打散料饼。烘干破碎后的物料随气流进入窑尾两级预热器、分解炉、回转窑煅烧水泥熟料。

　　“湿磨干烧”生产工艺，是目前较为流行的生产工艺，技术也相对成熟。由于原料制备采用湿法工艺，具有成分搭配方便、均化合格率高的优占;熟料烧成采用新型干法煅烧工艺，具有新型干法生产线的优点，熟料烧成热耗较湿法工艺低，对于1000t/d熟料预分解窑，烧成热耗约4000~4200kJ/kg.

　　四、结束语

　　新型干法电石渣制水泥熟料的工艺控制与电石渣自身的理化特性有较大的关系，通过上述的研究表明：

　　4.1电石渣与石灰石的热性能差异较大，其预热分解过程在不同的温度段完成;

　　4.2.利用电石渣配制的生料的易烧性与具体的配料组分的性质有关，石灰质原料不能完全确定其易烧性。

　　4.3电石渣与石灰石分解得到的CaO的确烧结性能不一样，晶体结构也不一样，利用电石渣制水泥熟料得到的主要矿物(C3S)的晶体形态也不一样。

　　4.4利用电石渣生产的熟料可以获得较高的强度。

　　“湿磨干烧”生产工艺，技术也相对成熟。由于原料制备采用湿法工艺，生料浆具有新型干法工艺，具有新型干法生产线的优点，熟料烧成热耗较湿法工艺低。是目前较为流行的生产工艺，

　　参考文献：

　　[1]黄从运，纪绪波，张美香等，利用电石渣替代石灰石烧制硅酸盐水泥熟料(J).新世纪水泥导报，2005(04);35-36

　　[2]包道成，单世良，闫党维，利用电石渣生产水泥的实践(J).水泥，2002，(12)：15.