绵阳职业技术学院
水泥生料制备
《水泥原料的选择项目报告书》
第一组
项目负责人：陈挺
成员：肖军
蓝田俊
甘伟
贾芳萍
“水泥生料制备技术”课程任务书
院（系）材料工程系班级水泥122 部门任务一
任务下达日期： 2013 年 03 月 11 日
任务完成日期： 2013 年 03 月 26 日
任务题目：水泥原料的选择
主要内容和要求：
内容：
根据新型干法水泥生产特点，选择适合该生产方法的原料，以满足制备硅酸盐水泥生料的要求。
要求
肖军——选择适合制备硅酸盐水泥生料要求的原料；
蓝田俊——分析所选原料对资源利用、环境保护的影响；
甘伟——对所选择的原料进行物理化学特性分析并对原料的质量进行评价；贾芳萍——根据分析结果，简要说明所选原料对生料制备、熟料煅烧的影响。
任务内容
原料选择：肖军一、石灰质原料
二、黏土质原料
粉砂岩
三、校正原料
四、燃料的选择
烟煤
挥发份：15%~40%
Q值：21000~30000KJ/Kg
原料的物理化学分析——甘伟
一、石灰质原料
石灰石是由碳酸钙组成的化学与生物化学沉积岩。
主要矿物为方解石微粒，
，呈白色，在自然界中纯净的石灰石在理论上含有百分之56CaO和百分之44CO
2
的石灰石应含杂质的量不同，而呈不同的青灰,灰白，灰黑，淡黄及红褐色等不同颜色。
石灰石一般呈块状，含水量一般不大于1.0％，其结构紧密性脆。
上述所选石灰石的CaO含量为55.39％，烧失量为43.41％，已接近于纯净，故近于白色。
而二氧化硅占0.12％、氧化铝占0.21％和氧化铁占0.04％相对较低。
MgO为0.59％相对较好（因为MgO过高会影响水泥的安定性）。
总体而言，所选石灰石满足要求。
泥灰岩属石灰岩向黏土过度的中间类型岩石，泥灰岩因所含粘土量的不同其化学性质也发生变化，如果泥灰岩中CaO含量超过45%，称为高钙泥灰岩，若其CaO含量小于45%，称为低钙泥灰岩。
泥灰岩颜色取决于粘土物质从青灰色，土黄色到灰黑色，颜色多样其质软，易采掘和粉碎，常呈夹层状或厚层状。
上述所选泥灰岩烧失量及含钙量都与所选石灰石没有太大区别。
但是二氧化硅为4.86％、氧化铝为2.08％氧化铁为0.8％相对于所选石灰石较好。
但MgO 含量为0.91％相对于所选石灰石较高（但高了不好）。
二、粘土质原料
粘土质原料的主要化学成分是二氧化硅，其次是三氧化铝、三氧化铁和氧化钙，其主要提供水泥熟料所需的酸性氧化物。
页岩是粘土经过长期胶结而成的粘土岩，主要成分是SiO2,Al2O3,还有少量的Fe2O3,R2O等，化学成分类似与黏土。
页岩颜色不定，一般为灰黄，灰绿，黑色以及紫色等，结构致密坚实，层理发达，通常呈页状或薄片状。
上述所选页岩的硅酸率为 2.1∽2.8，在实际生产中偏低了，故通常需要在配料时适当加入硅质校正原料。
粉砂岩是由直径为0.01∽0.1mm的粉砂经过长期胶结变硬后的碎屑沉积岩。
其主要矿物质是石英、长石、粘土等。
颜色呈淡黄、淡红、淡棕色、紫红色等，质地取决于胶结程度。
粉砂岩的硅酸率一般大于3.0，铝氧率在2.4∽3.0之间，含碱量为2％∽4％，可作为水泥生产用的硅铝质原料。
上述所选粉砂岩的化学成分刚好满足上述要求，故可用于水泥生产。
三、铁质校正原料
当氧化铁含量不足时，应掺加氧化铁大于40%的铁质校正原料，常用的有低品位的铁矿石、炼铁厂尾矿及硫酸工业废渣硫铁渣等。
上述所选铁质校正原料的含铁量为41.19％满足要求。
且可以适当补充氧化铝、氧化钙以及二氧化硅。
但氧化镁含量相对于所选石灰石较高，不利于水泥生产。
四、铝质校正原料
当生料中氧化铝含量不足时，需要加入适当校正原料，常用的铝质校正原料有煤渣、煤矸石铝矾土等。
但上述所选的是氧化铝含量为29.32％，烧失量为0的煤渣。
且二氧化硅含量为55.68％，相对较高可以提供大量的水泥生产所必须的二氧化硅。
且氧化铁、氧化铝的量也比较适宜利于生产。
五、硅质校正原料
硅质校正原料是用以补充配合生料中氧化硅成分不足的原料。
当水泥厂采用硅酸率低的红壤或页岩作原料时，需掺入硅质校正原料。
采用较多的是砂岩和粉砂岩。
上述所选硅质校正原料是砂岩，且其烧失量为 3.79％，二氧化硅含量为78.75％相对较好。
又能适当补充氧化铝、氧化钙和氧化铁。
重要的是MgO含量仅为0.44％利于生产。
六、燃料的选择
烟煤是一种碳化程度较高，干燥基挥发分含量为15%至40%的烟煤。
热值一般为20900到31400KJ\kg.烟煤结构致密，较为坚硬，密度较大，着火温度为400至500度，是回转窑煅烧水泥熟料的主要燃料。
上述所选原料中的燃料是烟煤，且热值、挥发分和着火点均满足要求。
七、任务三总结
综上：原料的选择要综合多个方面，如：质地、价格、离厂区的距离等等。
主要是要考虑原料的物理化学性质，但最为重要的是是否经济！
资源利用、环境保护
资源利用
酸盐水泥主要由硅酸盐水泥熟料组成。
而硅酸盐水泥熟料的生产是一个高资源、能源消耗，同时又产生大量有害气体的工艺过程。
在原料的选择中，添加工业废渣，矿渣等。
根据国家可持续发展、环境保护政策、循环经济政策（国发[2005]22号文），本项目每年将消耗大量粉煤灰、石膏、硫酸渣等工业废渣，利用率较高。
本项目的建设不仅使工业废渣变废为宝，部分解决了因工业废物造成的环境污染和占用土地的问题丰富的石灰石矿资源，水、电、燃煤供应便利，为生产优质水泥奠定了良好的基础，只要在项目实施和生产过程中切实做好“三同时”工作，落实评价中提出的生态恢复及污染防治措施，实现清洁生产和达标排放，满足总量控制目标，将项目的不利影响降低到最小程度，使经济效益、社会效益和环境效益有机统一，实现社会和环境可持续发展。
环境保护
新型干法循环充分利用了原料燃烧，并充分对资源进行整合利用，综合利用工业废渣。
高效的生产方法使水泥生产真正做到了保护，低排，且生产过程中废物循环利用，使资源得到充分利用使环境得到最大保护。
更体现了新型干法水泥生产水泥对资源的重大影响，真正做到“绿色工业”。
原料对生料制备、熟料煅烧的影响——贾芳萍
石灰质原料
选择石灰质原料时，如果石灰质原料 CaO 含量低于 48 ％，可将其与 CaO 含量大于48 ％的石灰质原料搭配使用，以利资源的合理利用。
但值得注意的是，
含有白云石 (CaCO
3· MgCO
3
) 的石灰石往往易造成水泥中的 MgO 含量过高
应限制石灰质原料中 MgO 含量小于 3.0 ％。
而燧石含量较高的石灰岩，其质地坚硬，难磨难烧，宜严格控制。
同理，经过地质变质作用、重结晶的大理石结晶完整、粗大，结构致密，虽化学成分较纯， CaCO
3
含量很高，但不易粉磨与煅烧，故一般不宜采用。
黏土质原料
为了便于配料又不掺硅质校正原料，要求黏土质原料硅率最好为 2.7 ～3.1 ，铝率 1.5 ～ 3.0 ，此时粘土质原料中氧化硅含量棋应为 55 ％～ 72 ％。
如果硅率过小，小于 2.3 ～ 2.5 ，则是以高岭石为主导矿物的粘土，配料时除
非石灰质原料含有较高的 SiO
2
，否则就要添加难磨难烧的硅质校正原料。
如果硅酸率为 2.0 ～ 2.7 时，就加入硅持质校正原料来提高硅含量。
无烟煤
（ 1 ）加强均化。
减少 SiO
2、 Al
2
O
3
，的波动和残碳热值对窑热
工制度和熟料质量的影响。
（ 2 ）解决配料精确问题。
这是因为其粒径细小，锁料、喂料都很困难的缘故。
（ 3 ）其燃点较高，上火慢，使立窑底火拉深，熟料冷却慢，易出现还原料及粉化料。
（ 4 ）无烟煤是立窑煅烧水泥孰料的主要燃料。