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低品位石灰石粉磨與利用 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-09-08 11:47:59 瀏覽次數: |
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近年來,水泥行業得到迅猛發展,2010年二季度水泥產品銷售收入為2387億元,比上季度增加552.0億元,同比增長26.1%,水泥生產中主要的原料是石灰石,全國探明的石灰石儲量僅450億噸,僅可滿足全國30~50年的生產需要,因此大企業集團把占有優勢石灰石資源作為實現自身發展戰略的措施之一。
1 低品位石灰石化學成分分析
石灰石內控指標為CaO≥51.5%,低品位石灰石中CaO含量平均降低了近4%,為了不影響配料質量,對進廠砂巖和煤矸石的控制指標作了適當調整:砂巖的SiO2含量由原來的72%±3.0%提高到80%±3.0%,煤矸石的Al2O3含量由原來的12%±4.0%提高到17%±4.0%。經過試生產實踐,低品位石灰石配比10%~30%。低品位石灰石原料:CaO<48%或含較多雜質。
低品位石灰石除了含有Ca、Si、Al、Fe、Mg元素外,還有Zn、Mn、Pb、Ti、Ba、V等元素,可以降低熟料液相的出現溫度,降低高溫液相的黏度和表面張力,并對水泥礦物產生活化作用, 對生料的易燒性有一定的改善。
2 低品位石灰石粉磨特性和應用方案
2. 1 低品位石灰石易磨性試驗
選擇石灰石礦山各種品位石灰石和標準砂在Φ500mm×500mm試驗磨上作相對易磨性試驗,易磨性試驗結果為高硅石灰石(1.81)>450m石灰石(1.75)>465m石灰石(1.67)>標準砂(1.0),括號內為易磨系數。
2. 2 低品位石灰石替代優質石灰石方案設計
根據工廠實際情況,采用水泥石灰石礦山的兩個礦點的低品位石灰石按其化學成分進行搭配使用,得到的生料、熟料化學成分見表1。
經過試燒,選擇熟料的三個率值如下:KH=0.87~0.93,n=2.2~2.7,P=1.3~1.6供試驗期間使用。
2. 3 低品位石灰石配料對熟料質量的影響
與優質石灰石相比,低品位石灰石中含有較高的R2O,總體上熟料中堿含量比例變化不大,如不用低品位石灰石,而全部用低品位石灰石替代優質石灰石的熟料堿含量K2O為1.38%,Na2O為0.25%,堿含量略有提高,選擇兩組熟料對比,加入石膏,小磨制成水泥后分別進行了水泥膠砂強度實驗。測試結果見表2 ,兩組水泥的物理性能沒有明顯差異。這說明在低品位石灰石中微量元素的存在,促進了C3S的形成,從而說明采用低品位石灰石配料燒制的水泥熟料礦物組成沒有明顯差異。
3 低品位石灰石在水泥生產中的應用
在水泥生產中,主要原料是石灰石,其主要成份是CaCO3,純質石灰石的CaO最高臺量為56%,其品位由CaO含量確定,有害成份為MgO,R2O(Na2O、K2O)和游離SiO2。
(1)通過觀察發現石灰石中硅鋁類氧化物含量較高,進行破碎篩分,可以降低硅鋁類氧化物含量,進而能提高其氧化鈣的含量。具體操作是:對所取低品位石灰石原料進行破碎.用3.15mm的篩子進行篩分.篩去硅鋁類氧化物。
(2)經去除一定量硅鋁類氧化物的石灰石。分別用盤式破碎機進行磨碎并通過1mm的篩子,然后每種原料取150mg的樣品,再用振動磨粉磨直至它們能通過90mm的篩子。低品位的石灰石經篩分處理后,其CaO值提高了2%以上。
(3)原料試配摸索。以生產硅酸鹽水泥熟料為例,根據原料的化學成分,計算的配料為低品位石灰石:高品位石灰石:頁巖:鐵礦石=64∶35∶0∶1。由于低品位石灰石內含氧化硅成分多,不需要使用頁巖也能滿足配料要求,當石灰石內氧化硅含量過低,需要增加頁巖滿足生料中的氧化硅含量。
(4)石灰石物理篩分的工業性試驗。提取1000t低品位石灰石,運輸到帶振動篩的破碎系統分兩組進行破碎并篩分的工業試驗。篩分結果為:一組的CaO值由40.1%提高到42.5%,另一組的CaO值由40.3%提高到42.9%,即工業性試驗結果與實驗室篩分結果基本相符,這說明采用破碎篩分的技術方案處理本工程項目的低品位石灰石是可行的。
4 結論
通過上述對低品位石灰石化學成分進行的詳細分析,列出了低品位石灰石所含有的微量元素,研究了低品位石灰石粉磨特性,做了低品位石灰石易磨性試驗,設計了低品位石灰石替代優質石灰石方案,并分析了低品位石灰石配料對熟料質量的影響,結果顯示采用低品位石灰石配料燒制的水泥熟料礦物組成沒有明顯差異,最后,本文利用低品位石灰石在水泥生產中的應用來說明低品位石灰石的應用途徑和發展空間。
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