水泥原料及生产工艺.ppt

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1、水泥原料及生产工艺过程？主要原料：石灰质原料（主要是CaCO3）、粘土质原料（粘土矿物，它们是一些含铝、镁等为主的含水硅酸盐矿物，如高岭石Al4[Si4O10]·(OH)8、伊利石K0.75(Al1.75R)[Si3.5Al0.5O10](OH)2、蒙脱石等）和校正原料。水泥熟料：硅酸三钙：3CaO.SiO2；硅酸二钙：2CaO.SiO2；铝酸三钙：3CaO.Al2O3；铁铝酸四钙：4CaO.Al2O3.Fe2O3。所需的过程：粉碎；干燥、粘土矿物脱水、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧结、熟料冷却结晶。第一部分硅酸盐水泥的生产方法与过

2、程分为三个阶段——“两磨一烧”：生料制备：石灰质原料、粘土质原料和少量校正原料经破碎后，按一定比例配合、磨细，并配合为成分合适、质量均匀的生料；熟料煅烧：生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得以硅酸钙（C3S、C2S）为主要成分的硅酸盐水泥熟料；水泥制成（包括水泥的粉磨与装运）：熟料加适量石膏、适量混合材料或外加剂共同磨细制成水泥，称为水泥制成。生料制备：干法是指按指定的化学成分确定的各种原料干燥、粉碎、混合、磨细得到混合均匀的生料粉。湿法则先将石灰石破碎至大小为8～25mm的颗粒，同时将粘土压碎并将其加入到淘泥池中淘洗。然后，将破碎后

3、的石灰石与粘土泥浆，按配料要求，共同在生料磨中湿磨，制成生料浆泵送到料浆池。硅酸盐水泥的煅烧：可以采用立窑和回转窑。立窑适用于规模较小的工厂，而大中型厂则采用回转窑。回转窑是一个长的钢质圆筒，可围绕轴线以一定速度转动。新型干法水泥生产工艺流程第二部分原材料及生料制备主要原料：石灰质原料（主要提供氧化钙）、粘土质原料（主要提供氧化硅与氧化铝，也提供部分氧化铁）和校正材料。矿化剂：为改善易烧性，有时加入少量的矿化剂，如萤石、石膏。矿化剂的加入可降低液相出现的温度，或降低液相粘度，增加物料在烧成带的停留时间，使石灰的吸收过程更充分，有利

4、于提高产量。一、石灰质原料常用的天然石灰质原料：有石灰石、泥灰岩、白垩、贝壳等。水泥生产对石灰质原料的质量要求：1、CaO≥48.0%；2、MgO≤3.0%；3、SO3≤1.0%；4、R2O≤0.6%；5、f-SiO2≤4.0%。二、粘土质原料天然粘土质原料：黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土与粘土应用最多最广泛。其中主要矿物为高岭土（石）、蒙脱石、伊利石等。水泥生产对粘土质原料的质量要求：一等品：n=2.7-3.5；p=1.5-3.5；（n——硅率，p——铝率）MgO≤3.0%；R2O≤4.0%；SO3≤3.0%；

5、二等品：n=2.0-2.7或3.5-4.0；p值不限；MgO≤3.0%；R2O≤4.0%；SO3≤3.0%；注：R2O是一价氧化物，如Na2O,k2O三、校正原料定义：在生产中当石灰质原料和粘土质原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求时，必须根据所缺少的组分掺加相应的原料，以补充某些不足的成分，这种原料称为校正原料。主要为铁质、硅质、铝质校正原料三种。1、铁质校正原料质量要求：Fe2O3≥40%不含有害杂质。常用的铁质校正原料有硫酸渣、铁矿石、铅矿渣、铜矿渣等。2、硅质校正原料质量要求：n≥4.0或SiO2=70-90%；R2O

6、≤4.0%。常用的硅质校正原料有粉砂岩、砂岩和河砂等。3、铝质校正原料质量要求：Al2O3≥30%且不含有害杂质。常用铝质校正原料有铝钒土、煤渣、煤矸石、粉煤灰等。四、燃料新型干法回转窑一般采用烟煤煅烧水泥，近几年来，由于产煤地区资源及价格的差异，经过大量研究与实践，我国已经成功开发出预分解窑利用无烟煤煅烧技术。一般为提高无烟煤在窑系统的燃烧速度，要求入窑炉煤粉细度达到0.08mm方孔筛余小于3-5%。对预分解窑来说，为防止结皮，还要求煤中含硫量小于1.5%。第三部分硅酸盐水泥熟料的形成过程生料在加热过程中，依次发生干燥、粘土矿物

7、脱水、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧结、熟料冷却结晶等重要物理化学反应。一、干燥与脱水1、干燥主要是指排除生料中自由水分的工艺过程。生料中的自由水分随物料温度而逐渐蒸发，当温度升高至100～150℃时，生料中自由水分全部被排除。特点：在预热器中蒸发生料中少量的水分，使生料迅速升温。2、脱水指在预热器中热烟气作用下，粘土矿物（一般是一些含铝、镁等为主的含水硅酸盐矿物）分解放出化合水。脱水分两种：一种是脱去配位水，一般在400-600℃以上才能脱去；一种是吸附水，一般在100℃左右即可脱去。粘土矿物脱水是一个吸热过程，吸热量较少，升温速

8、度快。在900～950℃时，无定形物质又转变为晶体，同时放出热量。（分解炉温度控制范围）二、碳酸盐分解定义：生料中碳酸盐主要是碳酸钙和碳酸镁，它们在煅烧过程中分解并放出CO2的过程称为碳酸盐的分解过程。一般碳酸镁在600℃开始分解，到750℃分解剧