石灰石国家标准低钙高镁石灰石在水泥生产中的使用

（2）制定合理的石灰石进厂指标。国标GB/T21372—2008《硅酸盐水泥熟料》中明确，熟料中w（MgO）≤5.0%，制成P.Ⅰ型水泥压蒸试验合格时可放宽到6.0%，根据我公司石灰石中MgO偏高的实际情况，确定熟料中w（MgO）的控制目标值为≤4.5%，进厂石灰石中w（MgO）的控制指标为≤3.0%。

（2）粉煤灰：w（Al2O3）≥25%，碱含量：≤2.0%，w（MgO）≤1%。

（3）石灰石按照MgO 含量高低搭配进厂并均化。水泥生产过程中，生料成分的稳定，对熟料质量的稳定起着重要的作用，石灰石在生料配比中约占80%，所以石灰石成分的稳定对生料成分及煅烧工艺的影响尤其显著，特别是MgO含量的波动更是如此。根据A采场石灰石质量明显优于B采场石灰石的现状（见表1），对于两采场的来料，严格按照1∶1的比例一车一车搭配进破碎机。当遇到开采的石灰石中w（MgO）超过4.2%时，该石灰石将作为废渣排掉，严禁进入破碎机。破碎后的石灰石在圆堆均匀布料，严禁点堆，同时做好监督、检查工作。

（5）加强信息沟通。做好检验数据的反馈工作，发现问题，及时与矿山沟通，进行矿点调整。

[1] 周慧群,张育才,昝和平.水泥煅烧技术及设备（回转窑篇）[M].武汉：武汉理工大学出版社，2012.

3 采取的措施

为了减少或消除MgO过高带来的不良影响，我们重点从原燃材料进厂、合理配料、优化操作等方面采取措施。

（5）适当增加篦冷机高温段风机风量，并尽可能缩短熟料在1250℃左右的停留时间，以确保达到急冷的效果。

MgO在矿物中的固溶总量只能在2.0％左右，熟料中多余的MgO会替代部分CaO参与同SiO2的反应，这样，在SiO2总量不变的情况下，高镁熟料中硅酸盐矿物将减少，导致熟料强度偏低，同时f-CaO也就会有走高的趋势。

（1）加强石灰石矿山的管理与控制。为了把住源头，在石灰石开采前期，我们就对矿山进行勘探、钻孔、取样、分析，绘制石灰石矿山MgO 含量分布图，制定开采计划，根据质量的好坏，分段、分块搭配开采，分别堆放。

3.1 进厂石灰石质量的控制措施

（3）再调整配料方案：再进一步降低硅率和铝率，按照常规配料，采用勘探时原设计的配料方案，熟料率值控制目标为：KH=0.90±0.02，SM=2.6±0.1，IM=1.6±0.1。窑操难度明显加大，有堵预热器、结圈、结蛋局势；窑产量没有提高，且熟料质量明显下降，28d强度下降3～5MPa。

公司建厂勘探时，原设计的配料方案为：KH=0.90±0.02，SM=2.6±0.1，IM=1.6±0.1。由于公司目前石灰石中w（MgO）达到3.0%，熟料中w（MgO）将达到4.5%左右，这远远超出原设计时熟料中w（MgO）≤3.0%的范围，采用原设计配料方案必然会对窑系统带来很大影响。鉴于对MgO影响煅烧机理的认识，我们首先考虑采取高硅低铁配料方案。熟料率值控制调整为：KH=0.90±0.02，SM=2.9±0.1，IM=1.9±0.1。3.4 优化操作参数，加强现场管理

经过近1个月的运行实践，公司烧成系统运行情况良好，几乎没感觉到较高MgO对生产的影响，熟料产量达到5 100 t/d，熟料质量高于设计要求，28d强度月平均达到57.1MPa。生熟料相关指标见表3，4。

1 公司原燃材料状况

（陕西省建材技工学校，陕西铜川727100）

3.3 改进配料方案

随着生产的正常，2013年7月，在熟料质量的前提下，在进厂石灰石与其它原燃材料保持与6月质量基本相同的情况下，我们进行了一系列试验，以进一步挖掘窑潜力，提高窑产量。

（1）为防止液相提前出现，窑尾、分解炉出口、C5出口温度控制要比正常物料低。参考值为：窑尾温度：1000~1040℃，分解炉出口：850~870℃，C5出口温度：780~800℃。

（1）保持6月份配料方案不变，熟料率值控制目标仍为：KH=0.90±0.02，SM=2.9±0.1，IM=1.9±0.1。逐步增加窑喂料量，提高窑速到4.2～4.3r/min，很显然，随着喂料量的增加，游离氧化钙显著增加，窑操作难度明显加大。

[2] 周国治,彭宝利.水泥生产工艺概论（第2版）[M].武汉：武汉理工大学出版社，2011.

6 结 论

4 应用的效果

在做好进厂石灰石质量控制的同时，为便于配料和预防其它物料带入更多的MgO，对外购的砂岩、粉煤灰和钢渣也提出了一定的要求，并做好均化。

在温度超过1400℃以上时，MgO的化合物会分解，且从熔融物中结晶出来。当熟料中含有少量细小方镁石晶格的MgO时，它能降低熟料液相生成温度，增加液相数量，降低液相黏度，降低液相表面张力，有利于熟料形成和结粒，也有利于C3S的生成。当MgO超过2%时，则易形成粗大方镁石晶体，导致熟料安定性不良。而当氧化镁含量过高时，其煅烧温度要比正常温度更低，煅烧范围要比正常窄，操作不当，则易生成大块、结圈和结厚窑皮，堵塞预热器，以及形成表面呈液相的熟料颗粒。

[3] 中国建筑材料科学研究总院水泥科学与新型建筑材料研究所.水泥化学分析手册[M].中国建筑材料工业出版社，2007.

熟料中含有少量的氧化镁（MgO）时，能够降低熟料液相生成温度，增加液相数量，降低液相黏度，这不仅有利于熟料烧成，而且还能够改善熟料色泽。但MgO含量过高,将对水泥安定性及强度产生不良影响。对于窑外分解窑来说，生料中过高的氧化镁还会造成窑内结圈、结蛋、长厚窑皮、堵塞预热器。对于新建水泥企业，由于矿山剥离时间短，地质构造复杂等多种原因，早期开采的石灰石质量往往都不是很好，钙低、硅高、镁高。另外，随着水泥工业的发展，伴随着大量优质石灰石资源的消耗和不可再生，石灰石资源将会日趋紧缺，重视和合理使用低品位的石灰石在水泥生产中将有着重要的现实意义。本文结合低钙高镁石灰石在TYDY水泥有限公司窑外分解窑的应用实践，从MgO 对水泥生产的煅烧、对水泥质量的影响等方面，介绍我们的控制经验和实践体会。

根据工艺条件的设计，TYDY 公司5000t/d的Φ4.8m×72m预分解窑生产线，采用石灰石、砂岩、粉煤灰和钢渣四组份配料。

石灰石采用自备矿山，其它外购。前期石灰石来源于两个地方，东山A采场和西山B采场，原燃材料化学成分见表1和表2。开采过程中，由于该地石灰石矿构造复杂，矿石夹层较多，造成石灰石品位较差，钙低镁高，且不稳定。即使同一采场，石灰石品位差距也较大；在个别区域w（MgO）达到10%以上。

（3）合理使用低品位石灰石，既节约了资源，又降低了成本，又使企业取得了良好的经济效益。

参考文献

（2）要求现场巡检及时观察和清理烟室及分解炉缩口处及各下料管的结皮，预防堵塞。

0 前 言

（2）调整配料方案：适当降低硅率和铝率，熟料率值控制目标为：KH=0.90±0.02，SM=2.8±0.1，IM=1.8±0.1。逐步增加窑喂料量（0～30t/h），窑速相应提高到4.2～4.3r/min，结果，随着喂料量的增加，游离钙增加不明显，窑也较好操作，产量提高明显，达5400 t/d。再进一步增加投料量，游离氧化钙显著增加，窑操作难度明显加大，熟料质量无法。

（2）采用高硅低铁配料方案，但又不必过度追求“高硅率，低Fe2O3”，只要适当地降低Fe2O3 的含量，注重率值间的匹配关系，就可有效地减少过高MgO 对煅烧造成的不利影响，达到优质高产的目的。

摘要：5000t/d熟料线Ф4.8 m×72 m预分解窑生产线采用石灰石、砂岩、粉煤灰和钢渣四组份配料。其中，石灰石自备矿山早期开采中，石灰石品位较差，钙低镁高，且不稳定。为此该公司对低钙高镁石灰石从矿山开采、科学搭配和合理利用、到进厂检验、优化配料、熟料煅烧进行了严格管理，层层落实，结果生产的熟料质量、产量都高于和优于设计要求，取得了良好的经济效益。

（4）窑采用薄料快转，窑速稳定在3.9～4.1r/min，以最大限度降低窑内填充率，防止窑内结长厚窑皮、结圈、结大球等。

5 试验探索

（4）加强石灰石检验，采用快速易行的检测方法。对于破碎后的石灰石，取样点设在破碎机下面的输送上，检验频次为：1次/4h，当检验结果临近控制指标时为：1次/2h。由于石灰石颗粒较大，取样代表性较差，我们特别要求检验人员严格按关标准进行取样、破碎、缩分。在检验方法上，采用简易分析法——石灰石钙、镁的快速测定法。该方法简单、快速（10min左右）、结果较准确，能满足生产控制要求。

（1）企业使用低钙高镁石灰石时，只要采取适当的配料方案，加强过程的控制和管理，合理优化操作参数，完全可以生产优质熟料。

（3）钢渣：w（Fe2O3）≥20%，w（Al2O3）≤10%， w（MgO）≤10%。

2 MgO对熟料烧成和质量的影响

（1）砂岩： w（SiO2）≥76%，w（Al2O3）≤10%，w（MgO）≤1%。

据有关资料：熟料煅烧时，约有2%的MgO和熟料矿物结合成固熔体，例如CaO·MgO·SiO2，2CaO·MgO·2SiO2，3CaO·MgO·2Al2O3，MgO·Al2O3，MgO·Fe2O3等，此类化合物的稳定温度在1200～1350℃。

3.2 其它原材料的控制

（3）降低稳定入窑物料表观分解率，控制值：92％±2％。