《无机材料工学教学课件》3-水泥生料制备.ppt
第三章 硅酸盐水泥原料及生料制备,.1 硅酸盐水泥原料,生产硅酸盐水泥熟料的主要原料有石灰质原料、粘土质原料和校正原料。生产1t硅酸盐水泥熟料约消耗1.6t左右的干原料，其中干石灰质原料约占80左右，干粘土质原料约1015。,水泥工艺,3.1.1石灰质原料,主要提供CaO石灰岩、泥灰岩、贝壳、糖滤泥等 水泥生产中常用的是含有碳酸钙的天然矿石,石灰石由碳酸钙所组成的化学与生物化学沉积岩。其主要矿物为方解石（CaCO3)，常含有白云石(CaCO3MgCO3)、石英(结晶SiO2)，燧石(又称玻璃质石英、火石，主要成分为SiO2，属结晶SiO2)、粘土质及铁质等杂质。,水泥工艺,泥灰岩 泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩。泥灰岩中CaO量超过45%，称为高钙泥灰岩;若其CaO含量小于43.5，称为低钙泥灰岩。石灰质工业废渣 糖泥、电石渣，等 主要成分Ca(OH)2,水泥工艺,3.1.2粘土质原料,主要提供SiO2、Al2O3黄土、粘土、页岩、粉砂岩、河泥等,粘土是多种微细的呈疏松或胶状密实的含水铝硅酸盐矿物的混合体，它是由富含长石等铝硅酸盐矿物的岩石经漫长地质年代风化而成。根据粘土中主导矿物不同，将其分为高岭石类、蒙脱石类、水云母类等。,水泥工艺,3.1.3 校正原料,主要提供不足的氧化物当粘土质原料和石灰质原料配合所得的生料不能符合配料方案要求时，掺加相应的校正原料。铁质校正原料 铁粉（硫酸渣）、低品位铁矿石、铜矿渣等硅质校正原料 砂岩、河砂、粉砂岩等,水泥工艺,3.1.4原料的选择,品位、杂质其它工艺性能（均匀性、易磨性、水分等）供应情况（储量、价格）充分利用工业废弃物和低品位资源,水泥工艺,3.1.4原料的选择,品位、杂质其它工艺性能（均匀性、易磨性、水分等）供应情况（储量、价格）充分利用工业废弃物和低品位资源,水泥工艺,3.2 原料破碎与烘干、输送与储存,3.2.1 破碎,利用机械方法将大块物料变成小块物料破碎的目的：便于运输，储存，烘干，配料和粉磨。需要破碎的物料：石灰石，粘土等原料及熟料，石膏，混合材料，煤，等。,水泥工艺,水泥工艺,水泥工艺,3.2.2 烘干,利用热能将物料中的水分汽化并排除的过程烘干的目的：提高磨机粉磨效率；利于粉状物料的输送、储存和均化。常需要烘干的物料：粘土、煤、矿渣等。,水泥工艺,回转烘干机,水泥工艺,烘干兼粉磨,水泥工艺,3.2.3 输送与储存,输送粒状或小块状的物料：皮（胶）带输送机、斗式提升机、振动输送机、埋刮板式输送机等粉状物料的输送：螺旋输送机（铰刀）、斗式提升机、空气输送斜槽、气力提升泵等储存设施：露天堆场、堆棚、联合储库、圆库、预均化设施兼储存、储料仓,水泥工艺,水泥工艺,3.3 原料的预均化,物料的均化通过采用一定的工艺措施，达到降低物料的化学成分波动振幅，使物料的化学成分均匀一致的过程。是保证熟料质量、产量及降低消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。原燃料的预均化原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。降低原燃料成分波动，为准确配料、提高生料均匀性，稳定熟料煅烧提供良好的条件。,原燃料预均化的原理“平铺直取”堆放时，尽可能地以最多的相互平行、上下重叠的同厚度的料层构成料堆；取料时，按垂直于料层方向的截面对所有料层切取一定厚度的物料。,水泥工艺,水泥工艺,水泥工艺,圆形预均化堆场 料堆为圆环状，在料堆的开口处，一端在连续堆料，另一端连续取料。,水泥工艺,水泥工艺,.3 生料的配料及计算,生料由石灰质原料、粘土质原料、少量校正等原料按比例配合，粉磨到一定细度的物料。要求生料化学成分和细度合理、均匀和稳定 生料化学成分随产品品种、生产方法、原燃料品质、窑型及其它生产条件等不同而有所差异。,水泥工艺,生料组成的选择 水泥品种、性能要求原料品质、燃料品质工艺设备（均化设施、窑型规格等）生产成本能源、资源和环境负荷 无论是原料的选择还是水泥生料或熟料组成的选择，必须综合考虑水泥性能要求、生产工艺要求和社会经济效益。,水泥工艺,配料计算 根据原料成分、熟料设计组成（率值）计算配方 配料计算的依据是物料平衡（1）干燥基准：物料中的物理水分蒸发后处于干燥状态，以干燥状态质量为计量单位，称为干燥基准，简称干基。（2）灼烧基准：去掉烧失量以后，生料处于灼烧状态。以灼烧状态质量为计算基准，称为灼烧基准。（3）湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。配料计算方法 误差法、递减试凑法、代数法及其用微机编制程序的计算方法。,水泥工艺,3.4 生料的粉磨,粉磨将小块状(粒状)物料碎裂成细粉(100m以下)的过程。生料粉磨将原料配合后粉磨成生料的工艺。,3.4.1 粉磨流程及特点,水泥工艺,随生产方法不同，生料粉磨流程可分为湿法和干法两大类，而无论是湿法还是干法都有开路和闭路(圈流)系统之分。湿法生料粉磨系统普通干法生料粉磨系统烘干兼粉磨系统立式磨系统 挤压粉磨系统,闭路磨带选粉机，分选出来的粗粉回磨机重新粉磨，以提高粉磨效率。,普通干法生料粉磨系统,水泥工艺,立式磨,水泥工艺,烘干兼粉磨系统,水泥工艺,挤压粉磨,水泥工艺,3.4.2 生料粉磨系统的发展特点,利用废气进行磨内物料的烘干粉磨设备日趋大型化 新型闭路粉磨系统 磨机系统操作自动化,水泥工艺,3.4.3 生料的粉磨细度及颗粒分布要求,合理的生料粉细度包括两方面：一是使生料的平均细度控制在一定范围内，二是要使颗粒大小均匀，尽量避免粗颗粒。一般，干法生料细度0.08mm方孔筛筛余8%12%；湿法粉磨细度0.08mm方孔筛筛余12%16%。,水泥工艺,3.4.3 生料的粉磨细度及颗粒分布要求,合理的生料粉磨细度包括两方面：一是使生料的平均细度控制在一定范围内，二是要使颗粒大小均匀，尽量避免粗颗粒。一般，干法生料细度0.08mm方孔筛筛余8%12%；湿法粉磨细度0.08mm方孔筛筛余12%16%。,3.5 生料均化,生料的均化即是提高生料成分和细度的均匀性和稳定性的过程。出磨的生料，其化学成分难免有些波动，为保证入窑生料化学成分均齐、合格，生料应在贮存均化库内进行均化。干法生料的均化可采用多库搭配，机械倒库和压缩空气搅拌库。,水泥生料制备工艺流程回顾,
