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低品位石灰石粉磨与利用
来源:中国粉体技术网    更新时间:2015-09-08 11:47:59    浏览次数:
 
       近年来,水泥行业得到迅猛发展,2010年二季度水泥产品销售收入为2387亿元,比上季度增加552.0亿元,同比增长26.1%,水泥生产中主要的原料是石灰石,全国探明的石灰石储量仅450亿吨,仅可满足全国30~50年的生产需要,因此大企业集团把占有优势石灰石资源作为实现自身发展战略的措施之一。
1 低品位石灰石化学成分分析
       石灰石内控指标为CaO≥51.5%,低品位石灰石中CaO含量平均降低了近4%,为了不影响配料质量,对进厂砂岩和煤矸石的控制指标作了适当调整:砂岩的SiO2含量由原来的72%±3.0%提高到80%±3.0%,煤矸石的Al2O3含量由原来的12%±4.0%提高到17%±4.0%。经过试生产实践,低品位石灰石配比10%~30%。低品位石灰石原料:CaO<48%或含较多杂质。
       低品位石灰石除了含有Ca、Si、Al、Fe、Mg元素外,还有Zn、Mn、Pb、Ti、Ba、V等元素,可以降低熟料液相的出现温度,降低高温液相的黏度和表面张力,并对水泥矿物产生活化作用, 对生料的易烧性有一定的改善。
2 低品位石灰石粉磨特性和应用方案
2. 1 低品位石灰石易磨性试验
       选择石灰石矿山各种品位石灰石和标准砂在Φ500mm×500mm试验磨上作相对易磨性试验,易磨性试验结果为高硅石灰石(1.81)>450m石灰石(1.75)>465m石灰石(1.67)>标准砂(1.0),括号内为易磨系数。
2. 2 低品位石灰石替代优质石灰石方案设计
       根据工厂实际情况,采用水泥石灰石矿山的两个矿点的低品位石灰石按其化学成分进行搭配使用,得到的生料、熟料化学成分见表1。
       经过试烧,选择熟料的三个率值如下:KH=0.87~0.93,n=2.2~2.7,P=1.3~1.6供试验期间使用。
2. 3 低品位石灰石配料对熟料质量的影响
       与优质石灰石相比,低品位石灰石中含有较高的R2O,总体上熟料中碱含量比例变化不大,如不用低品位石灰石,而全部用低品位石灰石替代优质石灰石的熟料碱含量K2O为1.38%,Na2O为0.25%,碱含量略有提高,选择两组熟料对比,加入石膏,小磨制成水泥后分别进行了水泥胶砂强度实验。测试结果见表2 ,两组水泥的物理性能没有明显差异。这说明在低品位石灰石中微量元素的存在,促进了C3S的形成,从而说明采用低品位石灰石配料烧制的水泥熟料矿物组成没有明显差异。
3 低品位石灰石在水泥生产中的应用
       在水泥生产中,主要原料是石灰石,其主要成份是CaCO3,纯质石灰石的CaO最高台量为56%,其品位由CaO含量确定,有害成份为MgO,R2O(Na2O、K2O)和游离SiO2
       (1)通过观察发现石灰石中硅铝类氧化物含量较高,进行破碎筛分,可以降低硅铝类氧化物含量,进而能提高其氧化钙的含量。具体操作是:对所取低品位石灰石原料进行破碎.用3.15mm的筛子进行筛分.筛去硅铝类氧化物。
       (2)经去除一定量硅铝类氧化物的石灰石。分别用盘式破碎机进行磨碎并通过1mm的筛子,然后每种原料取150mg的样品,再用振动磨粉磨直至它们能通过90mm的筛子。低品位的石灰石经筛分处理后,其CaO值提高了2%以上。
       (3)原料试配摸索。以生产硅酸盐水泥熟料为例,根据原料的化学成分,计算的配料为低品位石灰石:高品位石灰石:页岩:铁矿石=64∶35∶0∶1。由于低品位石灰石内含氧化硅成分多,不需要使用页岩也能满足配料要求,当石灰石内氧化硅含量过低,需要增加页岩满足生料中的氧化硅含量。
       (4)石灰石物理筛分的工业性试验。提取1000t低品位石灰石,运输到带振动筛的破碎系统分两组进行破碎并筛分的工业试验。筛分结果为:一组的CaO值由40.1%提高到42.5%,另一组的CaO值由40.3%提高到42.9%,即工业性试验结果与实验室筛分结果基本相符,这说明采用破碎筛分的技术方案处理本工程项目的低品位石灰石是可行的。
4 结论
       通过上述对低品位石灰石化学成分进行的详细分析,列出了低品位石灰石所含有的微量元素,研究了低品位石灰石粉磨特性,做了低品位石灰石易磨性试验,设计了低品位石灰石替代优质石灰石方案,并分析了低品位石灰石配料对熟料质量的影响,结果显示采用低品位石灰石配料烧制的水泥熟料矿物组成没有明显差异,最后,本文利用低品位石灰石在水泥生产中的应用来说明低品位石灰石的应用途径和发展空间。


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