脫硫煤灰在水泥配料中的應用

朱江春

脫硫煤灰在水泥配料中的應用

Application of Desulfurized Coal Ashh in Proportion of Raw Materialss

朱江春

1 引言

脫硫煤灰在水泥中作為緩凝劑的應用國內外學者已進行了廣泛的理論探討［1-2]和實驗室實驗［3-4］，這些研究成果對于水泥生產企業有很大的指導意義。脫硫煤灰在水泥中用作緩凝劑存在很大的困難，其成分和物理、化學性質與石膏和粉煤灰有很大的差別［5-6］，在研究和應用中必須注意到這一特點。

筆者所在的公司很早即對這一問題進行了研究和總結，現簡述如下。

2 小磨實驗研究

通過小磨實驗來確定適宜的配比方案，為試產和正式生產提供數據依據。

2.1 實驗原料的化學成分

實驗采用浙江某地的電廠脫硫煤灰，熟料為海螺水泥生產的硅酸鹽水泥熟料，原料的化學成分見表1。煉化化工廠脫硫煤灰，燒失量明顯偏大，SO3只有正常石膏的一半。因此，在應用時，必須控制用量，否則燒失量過大，不符合國家水泥質量控制要求。SO3含量較少，單獨使用，則用量偏大。爐渣為本地電廠鍋爐爐渣，煤灰為本地電廠煤灰。

2.2 小磨實驗方法

原料化學組分實驗時用脫硫煤灰部分或全部代替石膏，并摻加混合材，小磨粉磨30min，測試初凝時間和終凝時間，以比較對凝結時間的影響，測定標準稠度需水量，測試3d和28d水泥強度。

2.3 測定結果和分析

2.3.1 測試凝結時間

數據見表2。方案1、方案2脫硫煤灰在凝結時間控制上能夠起到相當的作用，效果明顯，和石膏作用不相上下，初凝終凝的時間差相對穩定；方案3、方案4表明脫硫煤灰質量百分比含量在凝結時間控制上能夠起到相當的作用，效果明顯，增加脫硫煤灰質量百分比含量，可以延長初凝終凝的時間；方案5～7表明脫硫煤灰質量百分比含量在凝結時間控制上能夠起到相當的作用，效果明顯，增加脫硫煤灰質量百分比含量，可以延長初凝終凝的時間。根據本地客戶要求和公司的質量目標，初凝控制在200min以下，因此，脫硫煤灰的用量不宜太多，3%以下較好。

2.3.2 測試水泥強度

數據見表3。脫硫煤灰對水泥的3d和28d抗壓抗折強度有影響，從對比方案6與7來看，早期強度偏低，后期影響不大。在3%以下，對早期強度影響較小，因此，脫硫煤灰用量控制在3%較為適宜。

3 試產和正式生產中的應用結果和出現的問題及

表1 原料的化學成分，%

3.1 出磨水泥的SO3的波動頻繁且范圍大

這是剛開始生產時出現的問題，對此，采用多種措施：（1）嚴格原料檢驗和使用，減少SO3的波動，采用（分庫專門存放，和原來煤灰分開）多庫存放，根據來料檢驗結果進行分類入庫；（2）生產時嚴格控制煤灰庫倉位；（3）保證計量準確性；（4）合理計算其用量與煤灰、石膏搭配使用，穩定SO3的大小。根據我公司水泥生產工藝過程質量控制檢測頻次2h一次，實驗方法采用離子交換法測定出磨水泥的SO3，數據曲線見圖1。從中可以看出，現在出磨水泥的SO3波動范圍減小，次數也減少了，對整月統計可獲得更理想的水泥質量。

3.2 采用的措施有磨外淋水降溫

水泥在使用過程中有可能出現假凝或急凝現象，原因可能有：（1）粉磨溫度過高，超過120℃，使二水石膏脫水為半水石膏；（2）在配料中某些原料的C3A、R2O、fCaO含量過高；（3）石膏摻加量不足，或者某些礦化劑、助磨劑使用不當［5］。針對第一種情況，需要控制出磨水泥溫度。對于現在的生產工藝流程，增加磨外淋水降溫控制，通過淋水帶走磨機筒體表面大部分熱量，降低出磨水泥溫度，從而解決了問題（表4）。

表2 凝結時間

表3 水泥強度

圖1 SO3的數據曲線

表4 出磨水泥最高溫度，℃

4 小結

（1）脫硫煤灰使用量不能太高，否則對凝結時間和早期、后期強度之間的增進有較大影響。具體表現為隨著百分含量的增加，凝結時間明顯延長，早期強度下降明顯，后期強度變化不大。

（2）因為脫硫煤灰含SO3，必須采用專門的庫單獨存放脫硫煤灰，嚴格按照配比確定的摻量配料，從而穩定水泥質量。

（3）實際生產中必須穩定脫硫煤灰庫位，防止庫較空時流量過快引起沖料現象。加強對脫硫煤灰秤的計量管理，定期進行標定，確保計量準確。

（4）脫硫煤灰價格比其他石膏便宜18～20元/t，降低了成本，其經濟效益明顯。

[1]王文龍,任麗,董勇,等.半干法煙氣脫硫產物對水泥緩凝作用的研究[J].北京：水泥.2008,（3）:1-4.

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[3]Ren-Bin Lin,Shin-Min Shih,Chiung-Fang Liu,Characteristics and reactivites of Ca(OH)2silica fume sorbonts for low-temperture flue gas desulphurisation.[J]Chemical Engneering Sci?ence,2003.(58):3659-3668.

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[5]張大康.水泥與減水劑相容性控制方法[J].北京：水泥，2008,（3）:11-17.

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沈 穎