硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程

硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程介紹

水泥生產(chǎn)線原料及配料、 硅酸鹽水泥熟料的礦物組成、 硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程、 硅酸鹽水泥生產(chǎn)的原料

水泥生產(chǎn)線原料及配料：

硅酸鹽水泥生產(chǎn)線的主要原料為石灰原料和粘土質(zhì)原料，有時(shí)還要根據(jù)燃料品質(zhì)和水泥品種，摻加校正原料以補(bǔ)充某些成分的不足，還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥的原料或混合材料進(jìn)行生產(chǎn)。

1、 石灰石原料 石灰質(zhì)原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰石、泥灰?guī)r、白堊和貝殼等。石灰石是水泥生產(chǎn)的主要原料，每生產(chǎn)一噸熟料大約需要1.3噸石灰石，生料中80%以上是石灰石。

2、 黏土質(zhì)原料、天然黏土質(zhì)原料有黃土、黏土、頁(yè)巖、粉砂巖及河泥等。其中黃土和黏土用得較多。此外，還有粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣。黏土質(zhì)為細(xì)分散的沉積巖，由不同礦物組成，如高嶺土、蒙脫石、水云母及其它水化鋁硅酸鹽。

3、 校正原料 當(dāng)石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料配合所得生料成分不能滿足配料方案要求時(shí)（有的含量不足)必須根據(jù)所缺少的組分，摻加相應(yīng)的校正原料。

（1）硅質(zhì)校正原料 含 80%以上

（2）鋁質(zhì)校正原料 含 30%以上

（3）鐵質(zhì)校正原料 含 50%以上

硅酸鹽水泥熟料的礦物組成：

硅酸鹽水泥熟料的礦物主要由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣組成。

硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程：

1、水泥生產(chǎn)工藝之破碎及預(yù)均化

（1）破碎

水泥生產(chǎn)工藝流程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。因此石灰石是生產(chǎn)水泥用量較大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。

破碎過(guò)程要比粉磨過(guò)程經(jīng)濟(jì)而方便，合理選用破碎設(shè)備和和粉磨設(shè)備非常重要。在物料進(jìn)入粉磨設(shè)備之前，盡可能將大塊物料破碎至細(xì)小、均勻的粒度，以減輕粉磨設(shè)備的負(fù)荷，提供磨機(jī)的產(chǎn)量。物料破碎后，可減少在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中不同粒度物料的分離現(xiàn)象，有得于制得成分均勻的生料，提高配料的準(zhǔn)確性。

（2）原料預(yù)均化

預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過(guò)程中，運(yùn)用科學(xué)的堆取料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場(chǎng)同時(shí)具備貯存與均化的功能。

原料預(yù)均化的基本原理就是在物料堆放時(shí)，由堆料機(jī)把進(jìn)來(lái)的原料連續(xù)地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。取料時(shí)，在垂直于料層的方向，盡可能同時(shí)切取所有料層，依次切取，直到取完，即“平鋪直取”。

水泥生產(chǎn)線中破碎及均化的意義

（1）均化原料成分，減少質(zhì)量波動(dòng)，以利于生產(chǎn)質(zhì)量更高的熟料，并穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)。

（2）擴(kuò)大礦山資源的利用，提高開采效率，擴(kuò)大礦山的覆蓋物和夾層，在礦山開采的過(guò)程中不出或少出廢石。

（3）可以放寬礦山開采的質(zhì)量和控要求，降低礦山的開采成本。

（4）對(duì)黏濕物料適應(yīng)性強(qiáng)。

（5）為工廠提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的原料，也可以在堆場(chǎng)內(nèi)對(duì)不同組分的原料進(jìn)行配料，使其成為預(yù)配料堆場(chǎng)，為穩(wěn)定生產(chǎn)和提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率創(chuàng)造條件。

（6）自動(dòng)化程度高。

2、水泥生產(chǎn)工藝之生料制備

水泥生產(chǎn)工藝流程中，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據(jù)統(tǒng)計(jì)，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動(dòng)力約占全廠動(dòng)力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制作業(yè)制度，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。

工作原理：

電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速裝置帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，物料通過(guò)鎖風(fēng)喂料裝置經(jīng)下料溜子落到磨盤中央，在離心力的作用下被甩向磨盤邊緣交受到磨輥的輾壓粉磨，粉碎后的物料從磨盤的邊緣溢出，被來(lái)自噴嘴高速向上的熱氣流帶起烘干，根據(jù)氣流速度的不同，部分物料被氣流帶到選粉機(jī)內(nèi)，粗粉經(jīng)分離后返回到磨盤上，重新粉磨；細(xì)粉則隨氣流出磨，在系統(tǒng)收塵裝置中收集下來(lái)，即為產(chǎn)品。沒(méi)有被熱氣流帶起的粗顆粒物料，溢出磨盤后被外循環(huán)的斗式提升機(jī)喂入選粉機(jī)，粗顆粒落回磨盤，再次擠壓粉磨。

3、水泥生產(chǎn)工藝之生料均化

新型干法水泥生產(chǎn)線中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。

均化原理：

采用空氣攪拌，重力作用，產(chǎn)生“漏斗效應(yīng)”，使生料粉在向下卸落時(shí)，盡量切割多層料面，充分混合。利用不同的流化空氣，使庫(kù)內(nèi)平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用，有的區(qū)域卸料，有的區(qū)域流化，從而使庫(kù)內(nèi)料面產(chǎn)生傾斜，進(jìn)行徑向混合均化。

4、水泥生產(chǎn)工藝之預(yù)熱分解

在水泥生產(chǎn)線中，生料的預(yù)熱和部分分解是由預(yù)熱器來(lái)完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能，達(dá)到縮短回窯長(zhǎng)度，同時(shí)使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進(jìn)行氣料換熱過(guò)程，移到預(yù)熱器內(nèi)在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行，使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達(dá)到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。

工作原理：

水泥生產(chǎn)線中，預(yù)熱器的主要功能是充分利用回轉(zhuǎn)窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料，使生料預(yù)熱及部分碳酸鹽分解。為了更好地提高氣固間的換熱效率，實(shí)現(xiàn)整個(gè)煅燒系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗，必需具備氣固分散均勻、換熱迅速和分離三個(gè)功能。

（1）物料分散

換熱80%在入口管道內(nèi)進(jìn)行的。喂入預(yù)熱器管道中的生料，在與高速上升氣流的沖擊下，物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運(yùn)動(dòng)，同時(shí)被分散。

（2）氣固分離

當(dāng)氣流攜帶料粉進(jìn)入旋風(fēng)筒后，被迫在旋風(fēng)筒筒體與內(nèi)筒（排氣管）之間的環(huán)狀空間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下運(yùn)動(dòng)，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉(zhuǎn)而向上旋轉(zhuǎn)上升，由排氣管排出。

（3）預(yù)分解

預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)是水泥生產(chǎn)線中煅燒工藝的一次技術(shù)飛躍。它是在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐和利用窯尾上升煙道，設(shè)燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過(guò)程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過(guò)程，在分解爐內(nèi)以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進(jìn)行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來(lái)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的碳酸鹽分解任務(wù)，移到分解爐內(nèi)進(jìn)行；燃料大部分從分解爐內(nèi)加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，延長(zhǎng)了襯料壽命，有利于生產(chǎn)大型化；由于燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱及時(shí)傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過(guò)程得到優(yōu)化。因而具有高產(chǎn)、環(huán)保、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點(diǎn)。

5、水泥生產(chǎn)工藝之熟料的燒成

生料在旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后，下一道工序是進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行熟料的燒成。 在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進(jìn)一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應(yīng)，生成水泥熟料中的 、 、 等礦物。隨著物料溫度升高近 時(shí)， 、 、 等礦物會(huì)變成液相，溶解于液相中的 和 進(jìn)行反應(yīng)生成大量 （熟料）。熟料燒成后，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機(jī)將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫(kù)和水泥磨所能承受的溫度，同時(shí)回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。

6、水泥生產(chǎn)工藝之粉磨

水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電比較多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細(xì)度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級(jí)配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結(jié)、硬化要求。

7、水泥生產(chǎn)工藝之包裝

水泥生產(chǎn)線中，產(chǎn)品燒制、粉磨完成后，成品出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運(yùn)方式。

硅酸鹽水泥生產(chǎn)的原料:

1.硅酸鹽水泥的主要成分

硅酸三鈣（3CaO?SiO2）、硅酸二鈣（2CaO?SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO?AI2O3）、 鐵鋁酸四鈣（4CaO?AI2O3?Fe2O3） 其中：CaO 62～67%； SiO2 20～24%； AI2O3 4～7%； Fe2O3 2～6%。

2.硅酸鹽水泥生產(chǎn)線中的主要原料

(1) 石灰質(zhì)原料：

以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要來(lái)源。如石灰石、白堊、石灰質(zhì)泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.4～1.5噸石灰質(zhì)干原料，在生料中約占80%左右。 石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求

品位 CaO（%） MgO（%） R2O（%） SO3（%） 燧石或石英（%）

一級(jí)品 ＞48 ＜2.5 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0

二級(jí)品 45～48 ＜3.0 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0

(2)粘土質(zhì)原料：

含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為SiO2，其次為AI2O3，少量Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AI2O3、Fe2O3的主要來(lái)源。粘土質(zhì)原料主要有黃土、粘土、頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。一噸熟料約需0.3～0.4噸粘土質(zhì)原料，在生料中約占11～17%。 粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求

品位 硅酸率 鐵率 MgO（%） R2O（%） SO3（%） 塑性指數(shù)

一級(jí)品 2.7～3.5 1.5～3.5 ＜3.0 ＜4.0 ＜2.0 ＞12

二級(jí)品 2.0～2.7或3.5～4.0 不限 ＜3.0 ＜4.0 ＜2.0 ＞12

一般情況下SiO2含量60～67%，AI2O3含量14～18%。

(3)主要原料中的有害成分

① MgO：影響水泥的安定性。水泥熟料中要求MgO＜5%，原料中要求MgO＜3%。

② 堿含量（K2O、Na2O）：對(duì)正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量有不利影響。水泥熟料中要求R2O＜1.3%，原料中要求R2O＜4%。

③ P2O5：水泥熟料中含少量的P2O5對(duì)水泥的水化和硬化有益。當(dāng)水泥熟料中P2O5含量在0.3%時(shí)，效果好，但超過(guò)1%時(shí)，熟料強(qiáng)度便顯著下降。P2O5含量應(yīng)限制。

④ TiO2：水泥熟料中含有適量的TiO2，對(duì)水泥的硬化過(guò)程有強(qiáng)化作用。當(dāng)TiO2含量達(dá)0.5～1.0%，強(qiáng)化作用較顯著，超過(guò)3%時(shí)，水泥強(qiáng)度就要降低。如果含量繼續(xù)增加，水泥就會(huì)潰裂。因此在石灰石原料中應(yīng)控制TiO2＜2.0%。

3. 硅酸鹽水泥生產(chǎn)線中的輔助原料

(1)校正原料

① 鐵質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中Fe2O3的不足，主要為硫鐵礦渣和鉛礦渣等。

② 硅質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中SiO2的不足，主要有硅藻土等。

③ 鋁質(zhì)校正原料：補(bǔ)充生料中AI2O3的不足，主要有鋁釩土、煤矸石、鐵釩土等。

校正原料的質(zhì)量要求

硅質(zhì)原料 硅 率 SiO2（%） R2O（%）

＞4.0 70～90 ＜4.0

鐵質(zhì)原料 Fe2O3＞40%

鋁質(zhì)原料 AI2O3＞30%

(2) 緩凝劑：以天然石膏和磷石膏為主。摻加量3～5%。

4.水泥生產(chǎn)線中工業(yè)廢渣的利用

① 赤泥：燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁排出的赤色廢渣，以CaO、SiO2為主。摻加石灰質(zhì)原料可配制成生料。

② 電石渣：以CaO為主?？商娲糠质沂a(chǎn)水泥。

③ 煤矸石：以SiO2、AI2O3為主?？商娲惩辽a(chǎn)水泥。

④ 粉煤灰：以SiO2、AI2O3為主?？商娲惩僚渲粕?，也可作混合材料。

⑤ 石煤：以SiO2、AI2O3為主?？勺鞑徽惩临|(zhì)原料，也可作燃料。