劉永明

（山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西省 太原市 030006 ）

多種工業(yè)廢渣混摻生產(chǎn)熟料的試驗(yàn)研究

劉永明

（山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西省 太原市 030006 ）

0 引言

為落實(shí)國(guó)家關(guān)于“加強(qiáng)能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展的能力。深入貫徹全面協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀，符合人與自然和諧發(fā)展要求的新型水泥工業(yè)化發(fā)展道路”。山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱：我院）與某水泥公司進(jìn)行“校企合作”，進(jìn)一步拓展思路，積極組織科研部門(mén)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)考察、分析和論證，最后確定用多種工業(yè)廢渣混摻配料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥熟料的可行性，取得了很大的突破。

1 廢渣特性分析

1.1磁鐵尾礦

磁鐵尾礦是磁鐵礦原礦石破碎以后經(jīng)兩次磁選后余下的尾礦廢料。原礦磁選后約50%做為尾礦廢石料、其礦源豐富，現(xiàn)該礦區(qū)磁鐵尾礦儲(chǔ)量約50萬(wàn)噸左右。從其化學(xué)成分來(lái)看：質(zhì)量較為穩(wěn)定、可兼做鋁、鐵質(zhì)校正原料使用；從礦石的解理結(jié)構(gòu)來(lái)看：分層、質(zhì)軟、結(jié)構(gòu)力弱，理論上活性好、分解點(diǎn)、熔點(diǎn)低，易燒性相對(duì)要好?；瘜W(xué)成分見(jiàn)表1。

表1：磁鐵尾礦的化學(xué)成分 （%）

1.2銅渣

銅渣為冶煉銅時(shí)排出的工業(yè)廢渣。出爐后經(jīng)水淬急冷，為深黑色顆粒，粒度細(xì)小均齊，粒徑多為2～5mm ，其物理吸附水分為1.0%，松散容重為1550g/L。

銅渣中的鐵元素主要以Fe2+的形式存在，同時(shí)還含有部分CuO及微量組分，主要化學(xué)成分見(jiàn)表2。

表2：銅渣化學(xué)成分

1.3粉煤灰

粉煤灰為某余熱電廠干排灰，其礦物主要有玻璃相、石英、莫來(lái)石等。一般0.08mm細(xì)度5.0%以下，燒失量平均在7.5%，松散容重為600g/L?；瘜W(xué)成分見(jiàn)

2 方案設(shè)計(jì)

2.1配料組分

設(shè)計(jì)用石灰石、磁鐵尾礦、粉煤灰、粉砂巖、銅渣五組分單獨(dú)配料，取代原混合料（石灰石與黏土預(yù)配料）、粉煤灰、硅砂、鐵粉的傳統(tǒng)配料方式，確保各組分單獨(dú)計(jì)量，確保配料穩(wěn)定。

2.2率值設(shè)定

考慮到本試驗(yàn)方案中采用大量的尾礦、廢渣配料，熟料燒成的共熔溫度降低，同時(shí)由于大量微量元素的引入、在水泥熟料的礦物形成過(guò)程中起到一種“晶種”的作用，誘導(dǎo)晶體礦物的形成，改善了生料的易燒性。 故本方案適當(dāng)?shù)奶岣吡斯杷猁}礦物的含量，提高生料的耐火性.熟料率值控制如下：KH：0.920±0.02； SM：2.60±0.1；AM：1.3±0.1。

2.3方案評(píng)估

2.3.1 磁鐵尾礦和銅渣均為工業(yè)廢棄物，占地面積大，污染環(huán)境和水源，大量的利用此工業(yè)廢渣用于水泥熟料生產(chǎn)不僅節(jié)能環(huán)保、利國(guó)利民，而且可享受國(guó)家的增值稅返還優(yōu)惠政策；

2.3.2 磁鐵尾礦的平均粒度小于60mm、無(wú)須再破碎，節(jié)省黏土的破碎工序成本；

2.3.3 磁鐵尾礦的平均水分小于5.0%、比黏土的水分小10%左右，便于露天存儲(chǔ)和堆放，同時(shí)還可避免雨季的粘倉(cāng)、掛壁、堵料等生產(chǎn)弊端；

2.3.4 銅渣中含有大量的氧化亞鐵及部分氧化銅、生料的易燒性好，燒成熱耗降低，便于提高窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量；

2.3.5 銅渣、粉煤灰的粒徑細(xì)小均齊，成分均一，且含有大量的玻璃體微珠，具有“滾珠效應(yīng)”，下料順暢、計(jì)量穩(wěn)定；

2.3.6 銅渣的相對(duì)易磨性比鐵粉要差，但考慮其配料比例僅為1%左右，原則上不會(huì)影響生料立磨的產(chǎn)量，具體情況尚需在實(shí)際生產(chǎn)中驗(yàn)證。

3 生產(chǎn)試驗(yàn)

3.1存在的主要問(wèn)題及改進(jìn)措施

3.1.1、立磨系統(tǒng)

生料立磨粉磨系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量平均在249t/h,未因銅渣的易磨性差而導(dǎo)致立磨產(chǎn)量降低。

3.1.2 預(yù)熱器系統(tǒng)

使用磁鐵尾礦、粉煤灰及銅渣配料后預(yù)熱器系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)塌料現(xiàn)象，同時(shí)分解爐煙室結(jié)皮現(xiàn)象嚴(yán)重。分析其主要原因是由于尾礦、工業(yè)廢渣中含有大量的玻璃體及氧化亞鐵，導(dǎo)致共熔溫度降低[3]液相提前出現(xiàn)，料子發(fā)粘，易“掛片”、結(jié)皮。當(dāng)結(jié)皮嚴(yán)重人工清捅時(shí)，大塊的結(jié)皮塌落堵在分解爐縮口處導(dǎo)致堵料.主要采取了以下措施：

⑴ 考慮到生料的易燒性好，放粗出磨生料0.08mm篩余的細(xì)度從10%放寬到15%，增加料子的分散度。

⑵ 優(yōu)化操作參數(shù)，降低分解爐溫度約30℃（實(shí)際控制860±10℃，并提高窯速為3.6 r/min、薄料快轉(zhuǎn)。

通過(guò)采取以上措施，生產(chǎn)逐漸趨于正常，操作控制參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表7。

3.2熟料性能

經(jīng)過(guò)一個(gè)多月時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)踐和摸索，用磁鐵尾礦和銅渣、粉煤灰爐渣等多種工業(yè)廢渣多摻配料取得了重大成功和突破。熟料結(jié)粒好、升重高，窯上煅燒良好，火焰明亮，無(wú)飛砂、堵料、結(jié)皮等工藝事故。,熟料的化學(xué)成分、礦物組成、物理性能全部滿足GB/T21372-2008的技術(shù)要求。

4 生產(chǎn)結(jié)論

4.1生料的易燒性好，煤耗降低，窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高6噸/小時(shí)；

4.2熟料結(jié)粒好、煅燒致密，需水量相對(duì)下降，便于改善水泥性能；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保。

5 效益分析

5.1社會(huì)效益：廢物利用、利國(guó)利民。

用磁鐵尾礦配料不但具有環(huán)保性，而且可以節(jié)約大量的黏土礦產(chǎn)資源。對(duì)于2500t/d新型干法窯生產(chǎn)線，利用尾礦配料煅燒水泥熟料，每年可節(jié)約黏土資源約8萬(wàn)噸左右。

5.2經(jīng)濟(jì)效益：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗.

⑴從熟料產(chǎn)量來(lái)看：窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量平均提高6噸，則三條窯每年多生產(chǎn)熟料約15萬(wàn)噸，至少多贏利750萬(wàn)元。

⑵從燒成煤耗來(lái)看：噸熟料的燒成標(biāo)煤耗平均下降3.7千克，熟料按年產(chǎn)280萬(wàn)噸計(jì)算，相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)煤1.0萬(wàn)噸，平均煤價(jià)按720元/噸計(jì)算，則年節(jié)約資金約720萬(wàn)元；同時(shí)還可申報(bào)享受國(guó)家財(cái)政部、國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)的《節(jié)能技術(shù)改造財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)資金管理暫行辦法》中“節(jié)能工程中的節(jié)能量超過(guò)1萬(wàn)噸標(biāo)煤的企業(yè)給予獎(jiǎng)勵(lì)”的獎(jiǎng)勵(lì)基金。

⑶磁鐵尾礦無(wú)須破碎，年節(jié)約人工、機(jī)具、設(shè)備電耗、折舊磨損等費(fèi)用約210萬(wàn)元。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)化配料方案和強(qiáng)化工序質(zhì)量控制，加強(qiáng)工藝管理等手段可以用磁鐵尾礦、銅渣、粉煤灰等多種工業(yè)廢渣生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)環(huán)保水泥熟料。同時(shí)用尾礦等工業(yè)廢渣配料生產(chǎn)水泥熟料利于生態(tài)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展，是切實(shí)可行的資源綜合利用、變廢為寶的推廣項(xiàng)目。

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1007-6344（2017）05-0003-01