電石渣替代石灰石技術在五級預熱器窯外分解窯的應用

劉新明

（新疆天山水泥股份有限公司塔什店分公司，新疆維吾爾自治區 巴音郭楞州 841300）

1 實施的背景

隨著各工業企業對資源的不斷開采消耗，在當下社會有限的礦產資源逐漸匱乏的時代，合理利用工業廢渣生產水泥是每個水泥生產企業的必經之路[1]。塔什店分公司目前擁有一條Ф4.0×60m日產熟料2500噸的熟料生產線，該生產線初設是以石灰石原料為主熟料生產線，因目前石灰石儲量不斷下降，水泥企業面臨嚴峻挑戰，為此我公司積極尋找可代替石灰石的原物料，經多方努力尋找到工業廢渣電石渣，因電石渣為粉狀料水份大，難存儲、生產使用上料困難，且腐蝕性高，在石灰石為主原料水泥回轉窯生產線使用較少。電石渣基本使用在設計為純電石渣生產線，塔什店分公司本著充分利用工業廢渣，降低生產成本，達到資源綜合利用的目的，于2017年3月提出利用部分電石渣替代石灰石配料煅燒熟料，并制定生產方案，在公司內部立項、實施。項目實施之初就如何搭配上料，公司從單一上料到搭配上料進行多次小規模試驗配料方案實施過程，確定配料方案后從2017年4月份開窯時實施，因無生產經驗可循，電石渣的摻加量在不斷波動，公司對方案及時進行改進。在沒有電石渣專用配料秤的情況下，采用在破碎上料環節利用鏟車按照比例進行預搭配后入庫配料的方式進行生產。

由于未建設專用配料秤、輸送設備，在電石渣與石灰石的搭配方面雖說使用鏟車搭配上料，嚴格控制搭配比例，但電石渣高水份、易吸附等問題仍然給生產帶來不少困難，搭配上料、下料方面仍存在均勻性不好的問題，致使原料成分波動大，給輸送系統、配料、煅燒帶來一定困難。為后續長期降低生產成本及企業長遠發展考慮，經過不斷摸索試驗在堆料時就進行搭配，上料時從端面取料入上料口，自制上料口下方加裝棒條閥控制下料均勻性，上料、下料不均勻性問題在一定程度上有所緩解。為便于進一步提高使用量，獲取更大的效益，需要增加一套專用輸送設備。

2 技術方案的選擇

為了降低生產成本，提高資源綜合利用率，利用工業廢渣代替石灰石煅燒熟料，對水泥行業是一個不小的挑戰，尤其是初設為石灰石的生產線，在不做大的改造前提下，利用工業廢渣煅燒熟料面臨的挑戰更大。電石渣多為粉狀、水份大、腐蝕性高，易吸附在使用設備中，降低水份首先需要相應的烘干設備或密閉的晾曬場地，其次在使用中需要相對密閉的輸送設備，大面積使用更需要大的堆棚儲存或進行晾曬，存儲在密閉堆棚避免電石渣粉塵造成二次環境污染，同時因其自然吸附性高，使用量過大易造成輥壓機一字紋間粘附，輥壓機做工效率降低，塔什店分公司通過反復論證，如何將電石渣與破碎過的石灰石搭配使用進行各種實驗。對以下幾種方案進行試驗：

方案一：電石渣單一上料，因無設備小規模使用可行，滿足正常生產因無專門的設備，自行設計的上料口易造成上料堵料，下料不均勻等現象影響生產，同時存儲在庫內有結壁現象，不利于大規模生產。

方案二：石灰石搭配電石渣上料，因石灰石粒度大小不一，電石渣易從板喂機載料板縫隙中漏出，同時會出現電石渣吸附在破碎機殼體錘盤等部位，破碎機易堵料，影響設備正常運轉，為避免影響設備正常運轉，需要人工不定時清理漏料及破碎機，員工勞動強度增大，從長期使用該方案可執行性低。

方案三：電石渣與破碎過的石灰石搭配使用，因公司石灰石從破碎到使用，設計時未留外放口，無法外放，在用石灰石礦山均無破碎設備，如執行該方案需要對設備進行改造，面對該問題公司與物流部門積極在周邊地區尋找，有一家石灰石礦點石灰石粒度大小符合搭配要求，最終確定實施該方案，同時公司在石灰石輸送皮帶上方增加搭配上料口，便于碎石灰石與電石渣搭配。

從電石渣單一上料到單獨存儲，以及最終確定使用電石渣與破碎過的石灰石搭配使用方案，就可能或有可能發生的問題全面進行考慮，因公司石灰石從破碎到入庫、到使用，設計時均未留外放口，無法外放，石灰石礦山均無破碎設備，如執行碎石灰石與電石渣搭配方案需要對設備進行改造，改造成本高同時還需要新增環保設備，與公司最初“降本增效”的初衷不一，隨機公司與物流部門積極在周邊地區尋找已破碎好，但相對成本低的石灰石礦山，有一家石灰石礦點石灰石粒度大小符合搭配要求，最終確定實施方案三，為保證項目順利實施，公司組織員工在石灰石輸送皮帶上方增加上料口，便于碎石灰石與電石渣搭配上料使用。方案確定后對搭配比例及成份變化造成的波動，最終確定先期按8%-10%搭配比例進行搭配，根據后續實際生產狀況在進行調整，經過2017年4月、6月兩個月運行，電石渣配比在8%時生料成份穩定，利于回轉窯煅燒。配料方案實施。

表1 電石渣與石灰石等原物料化學成分

配料方案實施過程：該配料方案從2017年4月份開窯時實施，因無生產經驗可循，電石渣的摻加量在不斷波動，公司及時對方案進行及時改進。在沒有電石渣專用配料秤的情況下，采用在破碎上料環節利用鏟車按照比例進行搭配破碎后入庫配料的方式進行生產。

從2017年全年及2018年全年生產數據來看，電石渣綜合摻加量達到8%，在熟料三率值基本相同的情況下，2017年熟料強度較2016年提高1.5MPa左右，2018年熟料強度較2016年提高2.2MPa左右，具體見下表。

表2 電石渣使用前后數據對比表

3 實驗效果

1）在石灰石生產線上嘗試使用電石渣代替部分石灰石進行生料配料，增加“三廢”處理能力。

2）未進行大的技改，順利實施了電石渣在石灰石生產線的使用。

3）電石渣搭配使用后熟料強度提高1.5MPa。

4）2017年生料成本下降20.31元/噸，噸熟料成本下降2.54元/噸。

5）2018年生料成本下降11.71元/噸，噸熟料成本下降1.46元/噸。

4 實際應用效果及推廣情況

在有限的礦產資源逐漸匱乏的時代，合理利用工業廢渣生產水泥是每個水泥生產企業的必經之路，我公司面對各方壓力，在降低生產成本方面積極尋找出路，電石渣使用以后公司在通過不斷調整電石渣配比，力爭利益最大化。

圖3 實際應用案例實景圖

首先減少環境污染，達到了節能減排的目的。同時對產銷雙方形成一定的雙盈，塔什店分公司本著充分利用工業廢渣，降低生產成本，達到資源綜合利用的目的，使用電石渣替代石灰石生產生料以后，減少了工業廢渣的排放量，既改善社會大環境，也提高了資源綜合利用量，使有限的礦產資源得到更好地有效再利用，達到了初步目標，同時起到了循環經濟發展的目的。

電石渣綜合摻加量8%-10%，在熟料三率值基本相同的情況下，熟料強度較提高1.5-2.2MPa左右，生產水泥時可在一定程度上降低熟料摻加量。

使用電石渣作為代替石灰石生產熟料一種原材，既能在一定程度上降低企業生產成本，降低直材費用，又能對保護環境起到一定的社會貢獻，同時形成雙贏局面，因生產必須產生電石渣而區域內無法大量長期消耗此類廢渣對生產企業面臨嚴重的環保壓力，解決此類問題必須有一條合理的“產、消”鏈，面對現在低迷的市場狀態，“低成本、高效益”才是企業的發展道路，如果生產企業考慮使用其他凈化設備處理電石渣面臨長期大量資金、人力投入，不利于企業長期發展，反而給企業造成很大的經濟負擔，如果與水泥生產企業合作，在不做大的經濟投入反之給企業帶來效益，是目前各企業生存之道。

電石渣在五級預熱器窯外分解窯大面積、高配比使用，對水泥生產企業最直觀的的效益就是降低整個生產線成本，同時尋找到了代替石灰石材料，降低減慢有限資源的消耗步伐，并且對當地環境起到了一定的保護作用。同類型生產線使用電石渣生產成本降低，提高三廢資源綜合利用率，并且在區域內同類生產線中有很強的競爭力。

5 社會效益

通過使用電石渣，減少環境污染，達到了節能減排的目的。在有限的礦產資源逐漸匱乏的時代，合理利用工業廢渣生產水泥是每個水泥生產企業的必經之路，塔什店分公司本著充分利用工業廢渣，降低生產成本，達到資源綜合利用的目的，使用電石渣替代石灰石生產生料以后，減少了工業廢渣的排放量，既改善社會大環境，也提高了資源綜合利用量，使有限的礦產資源得到更好地有效再利用達到了循環經濟發展的目的。