關于磷渣配料生產優質水泥的生產實踐

滕 遹

（云南建投云嶺水泥有限公司）

磷渣作為一種生產排放的廢渣，擱置占地面積較大，并且會污染周邊環境，對地下水污染較為嚴重。所以磷渣再次利用，能夠在節約環境的基礎上，提升經濟效益。據相關文獻記載，水泥中增加磷渣可以代替部分石灰石、黏土質原料等進行配料，能夠實現資源再次利用，磷渣中具有的P205、F等能夠對熟料產生煅燒作用，可以有效降低燒制溫度，能夠提升熟料質量，從而增加混合料的攝入量。從而實現降低成本，增加效益。

1 磷渣配料試產分析

1.1 磷渣的特性及成分分析

磷渣從表面看是一種細顆粒狀物質，粒度一般在2-5mm左右，磷渣的形成首先是經過高溫，然后又經過冷卻形成的碎渣，成分與粒化高爐礦渣相似，其主要成分是SiO2以及CaO，其中還有AL2O3、Fe2O3、MgO、P205、F，磷渣在經過高溫冷卻后，其中玻璃體含量可以達到 90%左右。部分企業在生產黃磷時，經過檢驗發現，磷渣成分較好，五氧化二磷成分不高，所以可以就地取材，使用這種廠家的磷渣。

1.2 配料方案甄選

在第一次試生產過程中，考慮到我廠經驗還不夠豐富，所以將磷渣選量為7%，保障生產窯塑料質，熟料三值率設定在KH=0.85±0.02，SM=2.5±0.2，IM=1.4±0.2。將此方案作為基準，在其中添加磷渣以及其他化學成分，通過磷渣前后熟料物理性能對比。經過研究可以發現，使用磷渣配料之后所生產的水泥品質有明顯提升，但是在凝結時間方面延長半個小時左右，但是熟料的3d和28d強度明顯較之前提升近5MPa，具體見表1、表2.

表1 生料、熟料化學成分比率

表2 使用磷渣前后熟料物理性能比較

1.3 工藝控制

（1）在生料融料過程中首先加入適量的磷渣，然后加上窯煤粉的硫將磷渣中的五氧化二磷以及氟中和形成復合礦化劑，熟料在燃燒過程中會使燒成溫度下降，內部液體會使鹽酸礦物起反應，所以在生產過程中應當對參數做出調整。

（2）根據國內外磷渣配料方案，使熟料中w（P205）<0.50%，若熟料w（P205）>0.50%時，熟料的3d、28d抗壓幅度明顯下降，并且有可能出現3d抗壓強度。所以在實際生產中熟料w（P205）<0.35，能夠保障出窯熟料強度增加。

（3）磷渣中P2O5含量會影響生產成果。若P205含量較少時，能夠增加滲入量，若是 P205含量較高會降低滲入量。為避免熟料中 P205含量超出控制范圍，應當控制添加的P205含量。本公司將磷渣攝入量控制在6%上下，并且由于磷渣成分存在差異性，應當先分析其化學成分適當做出調整。

1.4 試產存在問題及解決方案

（1）在試產期間由于前期煙室結皮嚴重，使用磷渣前應當對工藝設定參數做出調整，但是可能會出現由于調整不均勻，在使用磷渣后存在窯內溫度過高情況出現，液相提前出現結皮，結皮嚴重則需要每2h清理一次。結皮材料若是不緊湊則方便清理，若是過于密集，容易引起漏風增大，使窯內溫度不受控制，增加預熱器崗位工人工作難度。所以應當將煙室溫度調整到1000℃±28℃作用，使煙室結皮情況少出現。

（2）對于五級筒下的結皮情況，在試產期間第三天時，工作人員在巡檢過程中可以發現C5下料管活動不便，經過檢查后可以發現下料管內部出現結皮。主要原因依舊是工藝參數不夠合理，窯內溫度較高所形成。于是為保障溫度平衡，將溫度設定在884℃±4.38℃，C5下料管結皮問題能夠得到解決。

2 大量生產實踐

2.1 使用情況

在試產期間所選磷渣為周圍黃磷廠出產，但是規模較小，磷渣用量無法滿足本公司需求，并且當時云南地區正處于枯水期，黃磷廠已經停產，一般會在雨季后生產，在正式生產前，所選用的磷渣一般是其他磷廠提供。經過實踐發現此地區生產磷渣質量不夠穩定，五氧化二磷波動較大。為此本公司特別采用分割堆放、搭配堆放方式保持波動浮動不大，保障成分穩定。生產所需配料無太大差別。根據P205含量的變化，出窯熟料質量也會發生轉變，首先將磷渣投入量控制在4%，根據數據檢測熟料成分變化增加P205。在3d強度值適應后，查看熟料物理性能。經過分析能夠發現磷渣滲入量增加到5%時，熟料質量較好，強度值最大，若磷渣量達到6%時，數量強度會適當下降，所以最終將磷渣含量控制在5%。

2.2 水泥磨粉

本公司水泥磨粉工具主要是輥壓機加打散分級機加球磨機的一個開路磨系統，磨機是直徑長度是 3.2×13m分三倉，配 1600Kw電機。雨季平均臺產 65t/h正常時節平均臺產75t/h。但是這種機器也存在一定問題，混合材磷渣水分較大且沒有烘干系統導致物料平均水分較高，嚴重制約生產，且對物料提升系統打散分級系統物料料管風管及磨頭袋收塵器影響嚴重，主要表現為結皮和一般性腐蝕，基本平均每個月都要停機進行清理，嚴重時提升機收塵器每月結皮厚度可達40-60公分，料管風管 20-30公分，導致對設備維護困難。物料水分高導致在磨機內流速較慢，磨機通透性較差，飽磨情況頻發，嚴重制約臺產。面對此類情況本公司選擇三種方案解決：①在磷渣里摻搭爐渣摻量為磷渣摻量二分之一到三分之一，②進行磨頭收塵器改造將小布袋更換成大布袋以便于維護，③磨機改造由原三倉各有效長度3.24/2.46/6.18改成現3.24/3.86/4.78。④加設料管烘干爐對物料進行一定程度烘干有一定效果不過效果不是特別大，⑤加設料管篩減輕打散分級機負荷。采取措施前和采取措施后效果很明顯平均臺產提升10—15t/h左右，而且飽磨情況大大減少。

2.3 經濟效益

通過上述實踐后，熟料臺產量增加3t/h，每噸熟料階段1kwh，經過計算發現每年能夠節約電費 46.7萬元。全年生產成本可以降低 300萬元。熟料強度提升3-4MPa，加入混合材料后生產量提升3%-5%，經濟效益達到800萬左右。所以磷渣配料生產符合現階段優質水泥生產需求。

[1]白銀濤.磷渣配料生產優質水泥的生產實踐[J].水泥工程,2017(06):28-29.

[2]李波波,朱偉.用頁巖高嶺土代替粉煤灰配料生產優質水泥熟料的實踐[J].四川水泥,2015(04):6.

[3]林波. 磷渣配料生產優質水泥熟料形成機理研究[D].武漢理工大學,2014.