第10章 水泥 硅酸盐水泥熟料及其煅烧ppt课件.ppt

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1、第10章水泥第2节硅酸盐水泥熟料及其煅烧硅酸盐水泥的生产技术概述绪论特性水泥和专用水泥本章内容硅酸盐水泥熟料及其煅烧硅酸盐水泥的制成硅酸盐水泥的水化和硬化硅酸盐水泥生料及其制备硅酸盐水泥熟料的组成硅酸盐水泥熟料矿物组成及计算硅酸盐水泥熟料的煅烧熟料矿物组成计算熟料的率值新型干法窑工艺流程干燥与脱水其他组分的作用熟料的烧结熟料的冷却熟料热耗固相反应本讲内容干燥100~150℃，生料中物理水蒸发；粘土质原料脱水：500℃左右，粘土质原料失去化合水，并开始分解氧化物；碳酸盐分解：900℃左右，碳酸盐分解释放出CO2和新生态CaO；固相反应900~1200℃，粘土的

2、无定形脱水产物结晶，各种氧化物间进行固相反应；熟料烧结1200~1280~1450℃，出现液相，C2S通过液相吸收CaO形成C3S；熟料冷却1450~1300~100℃，熟料矿物冷却。硅酸盐水泥熟料的煅烧过程一、干燥2.4干燥与脱水干法窑生料水分不超过1%立窑和立波尔窑生料约含水分12-15％湿法窑的料浆水分通常为30-40％100-150℃，脱分子水。包括吸附水和层间水。二、黏土矿物脱水温度在100℃左右可脱吸附水；T=400-600℃，黏土矿物脱羟基水。高岭土在500℃左右发生脱水分解反应：Al2O3·2SiO2·2H2O→Al2O3·2SiO2+2H2

3、O生成活性较高的无定形偏高岭土，然后在970-1050℃时结晶成莫来石，并放热；蒙脱石、伊利石脱水仍具有晶体结构，活性比高岭土差；高岭土和蒙脱石脱水时伴随着体积收缩，而伊利石脱水时膨胀。因此伊利石不易作原料。对于立窑和立波尔窑，因其用料球，会炸裂，热稳定性差。粘土矿物中的水晶体配位水：以OH-状态存在吸附水：以水分子状态存在2.5碳酸盐分解温度在600-900℃时，生料中的碳酸盐分解。CaCO3↔CaO＋CO2↑MgCO3↔MgO＋CO2↑CaMg(CO3)2↔CaO＋MgO＋CO2↑一、分解特点可逆反应。因此，要保证较高的反应温度，同时降低CO2浓度；强吸

4、热反应。熟料形成过程中耗热量最多的工艺过程；反应的起始温度较低。约600℃，此时分解速度慢。T=900℃，分解加快。以后每增加50℃，速度加快一倍。二、分解过程石灰石颗粒分解过程传热（气流→颗粒表面→分解面）2个分解，分解面碳酸钙分解并CO2↑传质，CO2穿过分解层向表面扩散，表面CO2大气中扩散，2个回转窑，传热面积小，传热系数低，分解速度取决于传热过程；立窑和立波尔窑除传热慢，传质阻力也很大，分解速度取决于传热和传质过程；新型干法，生料粉悬浮，传热快，传质阻力小，分解速度取决于化学反应速度。三、影响因素石灰石结构和物理性质：致密、晶体粗大（大理石）分解反

5、应困难，灰岩、泥灰岩分解容易；生料细度：越细，越均匀，越有利于分解；反应条件：温度↑。CO2↑快；促使CO2迅速扩散；生料悬浮扩散程度：分散好，分解快；粘土成分，高岭土活性大，利于分解，伊利石和蒙脱石活性差影响分解，结晶的石英砂的反应活性最低。2.6固相反应一、反应过程T=800℃：CaO＋Al2O3—→CaO·Al2O3(CA)CaO＋Fe2O3—→CaO·Fe2O3(CF)2CaO＋SiO2—→2CaO·SiO2(C2S)T=800--900℃：7(CA)＋5CaO→12(C12A7)(CF)＋CaO→2(C2F)T=900--1100℃：2CaO＋Al

6、2O3＋SiO2→(C2AS)12CaO·7Al2O3＋9CaO→7(C3A)7(2CaO·Fe2O3)＋CaO→12CaO·7Al2O3→7(C4AF)T=1100--1200℃：大量形成C3A、C4AF、C2S。二、影响因素生料细度和均匀性：粒度越小，比表面积越大，各组分之间的接触面积越大，同时表面的自由能越大，反应和扩散能力越强，反应速度越快。但熟料过细，磨机产量大大减低，窑尾收尘量增大，增加熟料热耗。温度和时间：提高温度可加速固相反应；保证一定的时间使固相反应进行完全；原料性质：原料中含结晶SiO2(如石英砂）或结晶CaCO3（如方解石），破坏晶格相

7、对困难，会降低反应速度。矿化剂：加入少量能使晶体生成速度加快，生料易烧的物质称为矿化剂。通过与反应物形成固溶体而使晶格活化，从而增加反应能力；与反应物形成低共熔物，使物料在较低温度下出现液相；可促使反应物断键而提高其反应速度。2.7熟料的烧结一、反应过程当温度升高到1250-1280℃，达到最低共熔温度，出现以氧化铝、氧化钙、氧化铁为主的熔体。溶解于液相中的C2S和CaO发生反应不断生成C3S，C2S＋CaO→C3S，小晶体逐渐发育长大，最终形成几十微米大小的阿利特晶体，物料逐渐由疏松状变为色泽灰黑、结构致密的熟料，并伴随着体积收缩。二、影响因素最低共熔温度

8、两种或两种以上组分开始出现液相的温度；组分性质和含量