硅酸盐水泥的生产工艺与发展进展

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,硅酸盐水泥的生产工艺与发展进展,目录,水泥生产原料及配料,石灰石原料,黏土质原料,校正原料,硅酸盐水泥生产工艺流程,破碎及预均化,生料均化,预热分解,水泥粉磨,今后的发展趋势,提高早期强度不再主要依靠提高C3S含量,水泥无需磨得更细,生产高活性贝利特水泥,微粉改性与开发高效减水剂,水泥生产原料及配料,硅酸盐水泥,定义,：根据硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥规定，凡有硅酸盐水泥熟料、0%5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性凝胶材料，称为,硅酸盐水泥,。,组成材料,：,硅酸盐水泥熟料：主要由含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿质成分的水硬性凝胶物质。,石膏：天然石膏（符合相关规定和要求石膏或混合石膏）；工业副产石膏（以硫酸钙为主要成分的工业副产物，使用前应通过实验证明对水泥性能无害）。,活性混合材料：符合国标要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料。,非活性材料：活性指标低于相关国标要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料；石灰石和沙岩，其中石灰石中的三氧化二铝含量应不大于2.5%。,窑灰，助磨剂，其中助磨剂的添加量不大于水泥质量的0.5%，且要符合规定。,黏土质原料,黏土质原料,黏土质原料主要提供水泥熟料中的、及少量的。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。,石灰石原料,石灰质原料,是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。,校正原料,当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的 含量不足，有的 和 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的,校正原料,（1）硅质校正原料 含 80%以上（2）铝质校正原料 含 30%以上（3）铁质校正原料 含 50%以上,水泥是几种熟料矿物的混合物，他们的组成决定了水泥的性质。改变熟料矿物成分间的比例时，水泥的性质及发生相应的变化。如：减少水泥中硅酸三钙和铝酸三钙的含量，提高硅酸二钙的含量，可治的水泥水化热较低的大坝水泥，适当提高熟料中硅酸三钙的含量，可以制得高强快硬水泥。,在水泥的各种矿质成分中，铝酸三钙的水化速度最快，水化热最大，产生的热量大而集中，且主要在早期放出，其水化反应对水泥的凝结起主导作用；铁铝酸四钙的水化速度也较快，次于铝酸三钙，水化热中等；硅酸三钙的水化速度较快，水化热较大且主要在早期放出，能促进水泥早期凝结硬化，其早期后期强度均较高，同时含量最高；硅酸二钙的水化速度最慢，水化热也最低且主要在后期放出，因此它不影响水泥的凝结，但对水泥后期的凝结硬化其主要作用。,石膏掺量,水泥粉磨时掺入适量石膏，可调节水泥的凝结硬化速度。若不掺石膏或掺量不足时，水泥会发生凝结现象。这是由于铝酸三钙在溶液中电离出铝离子，它与硅酸钙凝胶的电荷相反，促使胶体凝聚。加入石膏后，石膏与水化铝酸钙作用生成钙矾石，钙矾石难溶于水，沉淀在水泥颗粒表面形成保护膜，降低了溶液中铝离子浓度，并阻碍了铝酸三钙的水化，延缓了水泥的凝结。如果石膏掺量过多，会在后期引起水泥石的膨胀而开裂破坏。因此石膏的掺量过多过少对水泥的凝结都不利。,“两,磨,磨一,烧,烧”,硅酸,盐,盐水,泥,泥的,生,生产,工,工艺,硅酸,盐,盐水,泥,泥生,产,产时,首,首先,将,将几,种,种原,料,料粉,碎,碎后,，,，按,配,配合,比,比混,合,合在,磨,磨机,中,中磨,细,细成,具,具,有,有适,当,当化,学,学成,分,分的,生,生料,，,，再,将,将生,料,料在,水,水泥,窖,窖(,回,回转,窖,窖或,立,立窖,）,）中,经,经过1450,摄,摄氏,度,度的,高,高温,煅,煅烧,至,至部,分,分熔,融,融，,冷,冷却,后,后得,到,到灰,黑,黑色,圆,圆粒,状,状物,为,为硅,酸,酸盐,水,水泥,熟,熟料,，,，熟,料,料与,适,适量,石,石膏,共,共同,磨,磨细,至,至一,定,定细,度,度，,即,即为P.I型,硅,硅酸,盐,盐水,泥,泥。,具体,过,过程,破碎,及,及预,匀,匀化,余匀,原,原料,化,化,生料,匀,匀化,预热,匀,匀化,水泥,粉,粉磨,破碎,及,及预,均,均化,破碎,水泥,生,生产,过,过程,中,中，,大,大部,分,分原,料,料要,进,进行,破,破碎,，,，如,石,石灰,石,石、,黏,黏土,、,、铁,矿,矿石,及,及煤,等,等。,石,石灰,石,石是,生,生产,水,水泥,用,用量,最,最大,的,的原,料,料，,开,开采,后,后的,粒,粒度,较,较大,，,，硬,度,度较,高,高，,因,因此,石,石灰,石,石是,生,生产,水,水泥,用,用量,最,最大,的,的原,料,料，,开,开采,后,后的,粒,粒度,较,较大,，,，硬,度,度较,高,高，,因,因此,石,石灰,石,石的,破,破碎,在,在水,泥,泥厂,的,的物,料,料破,碎,碎中,占,占有,比,比较,重,重要,的,的地,位,位。,破碎,过,过程,要,要比,粉,粉磨,过,过程,经,经济,而,而方,便,便，,合,合理,选,选用,破,破碎,设,设备,和,和和,粉,粉磨,设,设备,非,非常,重,重要,。,。在,物,物料,进,进入,粉,粉磨,设,设备,之,之前,，,，尽,可,可能,将,将大,块,块物,料,料破,碎,碎至,细,细小,、,、均,匀,匀的,粒,粒度,，,，以,减,减轻,粉,粉磨,设,设备,的,的负,荷,荷，,提,提高,黂,黂机,的,的产,量,量。,物,物料,破,破碎,后,后，,可,可减,少,少在,运,运输,和,和贮,存,存过,程,程中,不,不同,粒,粒度,物,物料,的,的分,离,离现,象,象，,有,有得,于,于制,得,得成,分,分均,匀,匀的,生,生料,，,，提,高,高配,料,料的,准,准确,性,性。,预均,原,原料,化,化,预均,化,化技,术,术就,是,是在,原,原料,的,的存,、,、取,过,过程,中,中，,运,运用,科,科学,的,的堆,取,取料,技,技术,，,，实,现,现原,料,料的,初,初步,均,均化,，,，使,原,原料,堆,堆场,同,同时,具,具备,贮,贮存,与,与均,化,化的,功,功能,。,。,水泥,生,生产,过,过程,中,中，,每,每生,产,产1,吨,吨硅,酸,酸盐,水,水泥,至,至少,要,要粉,磨,磨3,吨,吨物,料,料（,包,包括,各,各种,原,原料,、,、燃,料,料、,熟,熟料,、,、混,合,合料,、,、石,膏,膏）,，,，据,统,统计,，,，干,法,法水,泥,泥生,产,产线,粉,粉磨,作,作业,需,需要,消,消耗,的,的动,力,力约,占,占全,厂,厂动,力,力的60%以,上,上，,其,其中,生,生料,粉,粉磨,占,占30%,以,以上,，,，煤,磨,磨占,约,约3%，,水,水泥,粉,粉磨,约,约占40%。,因,因此,，,，合,理,理选,择,择粉,磨,磨设,备,备和,工,工艺,流,流程,，,，优,化,化工,艺,艺参,数,数，,正,正确,操,操作,，,，控,制,制作,业,业制,度,度，,对,对保,证,证产,品,品质,量,量、,降,降低,能,能耗,具,具有,重,重大,意,意义,。,。,生料,均,均化,新型,干,干法,水,水泥,生,生产,过,过程,中,中，,稳,稳定,入,入窖,生,生料,成,成分,是,是稳,定,定熟,料,料烧,成,成热,工,工制,度,度的,前,前提,，,，生,料,料均,化,化系,统,统起,着,着稳,定,定入,窖,窖生,料,料成,分,分的,最,最后,一,一道,把,把关,作,作用。,预热,分,分解,把生,料,料的,预,预热,和,和部,分,分分,解,解由,预,预热,器,器来,完,完成,，,，代,替,替回,转,转窑,部,部分,功,功能,，,，达,到,到缩,短,短回,窑,窑长,度,度，,同,同时,使,使窑,内,内以,堆,堆积,状,状态,进,进行,气,气料,换,换热,过,过程,，,，移,到,到预,热,热器,内,内在,悬,悬浮,状,状态,下,下进,行,行，,使,使生,料,料能,够,够同,窑,窑内,排,排出,的,的炽,热,热气,体,体充,分,分混,合,合，,增,增大,了,了气,料,料接,触,触面,积,积，,传,传热,速,速度,快,快，,热,热交,换,换效,率,率高,，,，达,到,到提,高,高窑,系,系统,生,生产,效,效率,、,、降,低,低熟,料,料烧,成,成热,耗,耗的,目,目的,。,。,水泥,粉,粉磨,水泥,粉,粉磨,是,是水,泥,泥制,造,造的,最,最后,工,工序,，,，也,是,是耗,电,电最,多,多的,工,工序,。,。其,主,主要,功,功能,在,在于,将,将水,泥,泥熟,料,料（,及,及胶,凝,凝剂,、,、性,能,能调,节,节材,料,料等,）,）粉,磨,磨至,适,适宜,的,的粒,度,度（,以,以细,度,度、,比,比表,面,面积,等,等表,示,示）,，,，形,成,成一,定,定的,颗,颗粒,级,级配,，,，增,大,大其,水,水化,面,面积,，,，加,速,速水,化,化速,度,度，,满,满足,水,水泥,浆,浆体,凝,凝结,、,、硬,化,化要,求,求。,硅酸,盐,盐水,泥,泥的,特,特点,如何,改,改善,硅,硅酸,盐,盐水,泥,泥耐,腐,腐蚀,差,差、,耐,耐热,性,性差,的,的缺,点,点呢,？,？,凝结,硬,硬化,快,快，,强,强度,高,高,抗冻性,好,好,耐磨性,好,好,碱度高,，,，抗碳,化,化能力,强,强,水化热,大,大,耐腐蚀,差,差,耐热性,差,差,耐腐蚀,性,性差,原因,：硅酸,盐,盐 水,泥,泥石的,氢,氢氧化,钙,钙及水,化,化铝酸,钙,钙较多,，,，结构,上,上含较,多,多的空,隙,隙，耐,软,软水及,耐,耐化学,腐,腐蚀能,力,力差,改善方,法,法,：合理,选,选择水,泥,泥品种,；,；提高,混,混凝土,的,的密实,度,度；在,其,其表面,做,做保护,层,层。,耐热性,差,差,原因,：硅酸,盐,盐水泥,石,石的氢,氧,氧化钙,及,及水化,产,产物在250300.时,会,会产生,脱,脱水，,强,强度开,始,始下降,，,，当温,度,度达到7001000时,，,，水化,产,产物分,解,解，水,泥,泥石,结,结构几,乎,乎破坏,。,。,改善方,法,法,：加入,矿,矿渣掺,和,和料，,因,因为矿,渣,渣及掺,和,和料中,的,的活性SIO2和AL2O3与CAO反,应,应生成,具,具有较,强,强耐热,性,性的无,水,水硅酸,钙,钙和无,水,水铝酸,钙,钙，使,混,混凝土,具,具有一,定,定的耐,热,热性。,今后的,发,发展趋,势,势,硅酸盐,水,水泥总,的,的发展,趋,趋势自,然,然是向,高,高强度,和,和多掺,加,加混合,材,材的方,向,向发展,提高早,期,期强度,不,不再主,要,要依靠,提,提高C3S含,量,量,烧高C3S含,量,量的熟,料,料势必,增,增大能,耗,耗，因,此,此有学,者,者提出,，,，熟料,中,中C3S和C3A在,现,现有高,含,含量的,基,基础上,可,可以适,当,当降低,，,，今后,提,提高早,期,期强度,不,不必主,要,要依靠,提,提高C3S，,可,可以通,过,过其它,措,措施达,到,到目的,。,。,生产高,活,活性贝,利,利特水,泥,泥,国外自80年,代,代初就,有,有人研,究,究通过,离,离子活,化,化、提,高,高升温,和,和冷却,速,速度等,方,方法生,产,产高活,性,性贝利,特,特水泥,。,。这种,水,水泥煅,烧,烧温度,低,低，有,利,利节能,和,和环保,，,，水泥,中,中铝酸,盐,盐和铁,酸,酸盐矿,物,物含量,都,都在正,常,常范围,内,内，不,影,影响提,高,高混凝,土,土耐久,性,性。但,由,由于技,术,术和设,备,备条件,所,所限