利用工業廢渣配制生料的易燒性試驗研究

李春風 任七星 任 卉

濟源中聯水泥有限公司（454650）

0 引言

濟源中聯水泥座落于濟源孔山的南麓，東臨國內大型鉛鋅制品廠豫光金鉛，有豐富的冶煉廢渣—鉛鋅渣，加上其他煉鉛企業，濟源鉛鋅渣年排量在50萬噸以上；西接濟源鋼廠，大量的鋼渣堆積如山。目前，濟源市當地已沒有其他熟料生產線，大量的工業廢渣已成為當地的一大污染隱患。濟源中聯發揚“善用資源，服務建設”的中聯水泥企業使命,2010年立項到目前，中聯水泥在濟源大地上已經建成了一條主要利用工業廢渣日產4 500 t的新型干法水泥熟料生產線，全年可吞吐各類工業廢渣120余萬噸。為此，對工業廢渣進行試配生料，進行易燒性試驗，尋找合理的配料方案。

1 試驗材料，方法和方案

用公司礦山石灰石做為石灰質原料，當地粉砂巖做為硅質料，用華能電廠粉煤灰做為鋁質校正材料，分別用鉛鋅渣、鋼渣搭配做為鐵質料進行試驗比較。

表1 各原材料化學成分

2 試驗方法

1）首先將原料分別用實驗振動磨進行粉磨，細度控制（80 um)篩余10±1%，300 um篩余為0.0%，按比例配料后，將生料充分混合均勻。

2）水泥生料易燒性試驗按照JC/T135-2005《水泥生料易燒性試驗方法》進行。每次稱取濕生料3.6 g,使用壓力機以106kN將生料制成Ф13 mm在已恒溫至105～110℃的干燥箱內烘60 min后，將試體均勻分布于平底石墨坩堝內，然后放入已恒溫至950℃高溫爐內，進行恒溫預燒30 min；再將預燒完畢的試體連同容器立即轉放到已恒溫至1 350℃（或1 400℃）的高溫爐內，恒溫煅燒30 min后取出自然冷卻至室溫。熟料中f-cao含量用乙二醇-乙醇法f-cao快速測定儀進行測定，并據此評定生料試樣易燒性的依據。

3 試驗方案

首先設計生料率值：KH=0.920 n=2.62 p=1.58（本次試驗采用高溫電爐煅燒,未考慮煤灰的摻入量，為此生料率值設計較低）。

根據原材料成份和不同原材料配合比方案見表2。

生料配料思路如下：原料以石灰石，砂巖，粉煤灰為主要材料，鐵質料分別用鉛鋅渣：鋼渣=1：1和全鉛鋅渣以及全鋼渣進行三組配料，對比結果：

表2 生料配比方案和率值

4 熟料試樣的游離氧化鈣

表3 不同溫度煅燒的熟料f-cao和礦物組成

因為是第一次作易燒性試驗，對試驗進行了1 350℃和1 400℃兩個溫度下煅燒30 min的熟料試樣中的游離氧化鈣的測定結果列入表3。

由表3可以看出試樣在1 350℃和1 400℃時的游離氧化鈣有著明顯的變化和一定的規律，在1 350℃時，從數據上分析單獨用鉛鋅渣作為鐵質料的試樣其游離氧化鈣較高，其易燒性較差，其次是鉛鋅渣和鋼渣1：1搭配的試樣易燒性次之，鋼渣作為鐵質料的易燒性最好，在1 400℃其游離氧化鈣含量幾乎一致，但是全鉛鋅渣做為鐵質料的易燒性還是略微欠佳。

另一方面根據生料的配料均勻性,生料的細度，煅燒溫度和保溫時間以及冷卻方法，實驗室的條件與實際生產相比存在較大差別，因此本次易燒性試驗僅表明各種配料方案在同一條件下燒成的難易程度；在實際生產當中由于生產設備及操作方法和煅燒方法的影響，熟料中的游離氧化鈣含量將與本次試驗中的數值有一定的差異。

5 結論

1）水泥生料易燒性是影響水泥熟料燒成的一個重要參數，同時也是影響水泥質量的一個重要因素。根據原材料成份、熟料礦物組成，通過易燒性試驗可以確定水泥熟料生產的原料配比，可以尋找廉價的原材料，其試驗結果滿足熟料生產要求。

2）濟源當地工業廢渣—鉛鋅渣、鋼渣完全可以用作生產水泥熟料的鐵質原料。

3）從游離氧化鈣結果分析，配料方案2不如配料方案1和3的易燒性好。

綜合結果看，配料2的易燒性雖然較差，但燒成的礦物量較多，配料3居中，但鋼渣可大量摻入，所以確定實際生產中按配料方案1進行。