用煤矸石替代黏土質原料配料的應用和實踐

高樹貴 劉進強

【摘要】利用所處地區煤矸石資源豐富的條件，提出了用煤矸石替代粉煤灰作黏土質原料進行配料用于熟料生產的方案。在占有詳實數據的基礎上，設計了一套新配方。生產中不僅熟料合格，生料、熟料的三率值比以前都有所提高，同時還降低了原料的生產成本，保證了生產運行的平穩。

【關鍵詞】煤矸石；配料；熟料

【中圖分類號】TU506 【文獻標志碼】A 【文章編號】1003-1324（2012）-03-0091-03

近年來，我國經濟持續高速增長，資源消耗急劇增加，環境壓力越來越大。為此，國家對明確提出建材工業要加大對包括工業廢渣在內的各種固體廢棄物的綜合利用力度，變廢為寶，從而達到保護環境，節約資源，實現社會、經濟的可持續發展。唐山冀東啟新水泥有限責任公司多年來一直非常重視工業廢渣在水泥生產中的利用，將粉煤灰、鋼渣用于原料配料，將煤矸石、水渣等作為混合材用于水泥粉磨。但在冬季熟料生產時，因外界氣溫低，使用的粉煤灰水分較大，容易結成大塊，極易造成輸送皮帶卡、堵，生料配料秤時常跳停，給連續生產、質量穩定都帶來很大的困難。我公司通過嘗試使用煤矸石代替黏土質原料，進行生料配料，解決了生產運轉率低、質量不平穩的問題，同時，還降低了原料的成本，減少了水泥生產中黏土的消耗量，實現了社會效益和經濟效益的統一。

1 生產線概況

唐山冀東啟新水泥有限責任公司是冀東水泥集團按照唐山市“退二進三”的政策要求，收購了唐山啟新水泥有限公司51%的股權，并對其進行搬遷改造的全資子公司。新公司位于唐山市古冶區外環路北側卑家店域山啟新石灰石礦山附近，建有一條日產4000t（附帶純低溫余熱發電）的新型干法熟料水泥生產線，于2010年10月正式投產運營。

新生產線運行初期，仍采用之前的4組份方案進行原料配料，分別為石灰石、砂巖、粉煤灰、鋼渣，其化學成分見表1。

從表1中可以看出，粉煤灰的水份較大，粘滯性較高，在生產過程中常造成下料不穩。尤其是在冬季，由于氣溫較低，粉煤灰很容易結成大塊，時常造成運輸皮帶打滑，發生卡堵現象，嚴重時會導致原料配料秤跳停。這種情況既浪費人力、物力，又造成生料配料的波動，給熟料質量及生產線的穩定運行造成了嚴重影響。為此，公司決定進行原料配料方案的調整，以解決由粉煤灰結塊對生產帶來的不良影響。

2 配料方案的調整

我公司所在地是唐山采煤較早的地區，距現在有近百年的歷史，采煤過程中排出了大量的煤矸石，日積月累，在境內形成了多處體積巨大的“矸子山”。雖然近年來煤矸石變廢為寶，在工業生產中得到了再利用，但積存量仍很可觀。我們在生產中發現煤矸石成分與配料所用的黏土質原料十分接近，水分小，容易采購，且運距較近，所以考慮用煤矸石代替粉煤灰用于原料配料。煤矸石的化學成份見表2。

根據歷史積累的數據，我們把熟料的三率值設定為：HM：2.14，sM：2.57，IM：1.42，然后進行煤矸石替代粉煤灰的配料計算，并作出比較，詳見表3、4。

從表3、4可以看出，用煤矸石替代粉煤灰進行配料理論上是可行的，而且噸生料原料成本、噸熟料原料成本等指標比用粉煤灰配料有所降低，約0.5元/噸，單此一項每年即可節省數十萬元。

3 調整后的實踐效果

經過理論計算確定方案可行后，我們進行了生產實踐。用煤矸石代替粉煤灰進行配料后生產出來的熟料檢驗結果見表5、6。實踐證明，采用新的配方質量完全達標，實現了預期目標。

4 結論

實現固體廢棄物的無害化、資源化、減量化、能源化，不僅是發展經濟和保護環境的重要途徑，更是人類社會可持續發展的要求。新世紀的水泥企業不能再成為資源、能源的消耗大戶和污染大戶的代名詞，更應成為技術革新、節能減排、環境保護的踐行者。我公司根據生產實際的需要，將煤矸石代替粉煤灰進行原料配料，不僅生產出合格的熟料，物理化學性質與調整前基本接近，而且使調整配方后熟料的硫堿比加大，凈漿的流動性能更加優越。同時，在使用煤矸石配料中，生產運行平穩，生料、熟料的三率值比以前都有所提高。冬季生產時，原料的堵、卡現象沒有了，原料的生產成本降低的同時，還消耗了當地大量廢棄的煤矸石，間接保護了土地，為促進當地社會、經濟的可持續發展做出了自己的貢獻。