利用工业废渣配制生料的易烧性试验研究

李春风 任七星 任 卉

济源中联水泥有限公司（454650）

0 引言

济源中联水泥座落于济源孔山的南麓，东临国内大型铅锌制品厂豫光金铅，有丰富的冶炼废渣—铅锌渣，加上其他炼铅企业，济源铅锌渣年排量在50万吨以上；西接济源钢厂，大量的钢渣堆积如山。目前，济源市当地已没有其他熟料生产线，大量的工业废渣已成为当地的一大污染隐患。济源中联发扬“善用资源，服务建设”的中联水泥企业使命,2010年立项到目前，中联水泥在济源大地上已经建成了一条主要利用工业废渣日产4 500 t的新型干法水泥熟料生产线，全年可吞吐各类工业废渣120余万吨。为此，对工业废渣进行试配生料，进行易烧性试验，寻找合理的配料方案。

1 试验材料，方法和方案

用公司矿山石灰石做为石灰质原料，当地粉砂岩做为硅质料，用华能电厂粉煤灰做为铝质校正材料，分别用铅锌渣、钢渣搭配做为铁质料进行试验比较。

表1 各原材料化学成分

2 试验方法

1）首先将原料分别用实验振动磨进行粉磨，细度控制（80 um)筛余10±1%，300 um筛余为0.0%，按比例配料后，将生料充分混合均匀。

2）水泥生料易烧性试验按照JC/T135-2005《水泥生料易烧性试验方法》进行。每次称取湿生料3.6 g,使用压力机以106kN将生料制成Ф13 mm在已恒温至105～110℃的干燥箱内烘60 min后，将试体均匀分布于平底石墨坩埚内，然后放入已恒温至950℃高温炉内，进行恒温预烧30 min；再将预烧完毕的试体连同容器立即转放到已恒温至1 350℃（或1 400℃）的高温炉内，恒温煅烧30 min后取出自然冷却至室温。熟料中f-cao含量用乙二醇-乙醇法f-cao快速测定仪进行测定，并据此评定生料试样易烧性的依据。

3 试验方案

首先设计生料率值：KH=0.920 n=2.62 p=1.58（本次试验采用高温电炉煅烧,未考虑煤灰的掺入量，为此生料率值设计较低）。

根据原材料成份和不同原材料配合比方案见表2。

生料配料思路如下：原料以石灰石，砂岩，粉煤灰为主要材料，铁质料分别用铅锌渣：钢渣=1：1和全铅锌渣以及全钢渣进行三组配料，对比结果：

表2 生料配比方案和率值

4 熟料试样的游离氧化钙

表3 不同温度煅烧的熟料f-cao和矿物组成

因为是第一次作易烧性试验，对试验进行了1 350℃和1 400℃两个温度下煅烧30 min的熟料试样中的游离氧化钙的测定结果列入表3。

由表3可以看出试样在1 350℃和1 400℃时的游离氧化钙有着明显的变化和一定的规律，在1 350℃时，从数据上分析单独用铅锌渣作为铁质料的试样其游离氧化钙较高，其易烧性较差，其次是铅锌渣和钢渣1：1搭配的试样易烧性次之，钢渣作为铁质料的易烧性最好，在1 400℃其游离氧化钙含量几乎一致，但是全铅锌渣做为铁质料的易烧性还是略微欠佳。

另一方面根据生料的配料均匀性,生料的细度，煅烧温度和保温时间以及冷却方法，实验室的条件与实际生产相比存在较大差别，因此本次易烧性试验仅表明各种配料方案在同一条件下烧成的难易程度；在实际生产当中由于生产设备及操作方法和煅烧方法的影响，熟料中的游离氧化钙含量将与本次试验中的数值有一定的差异。

5 结论

1）水泥生料易烧性是影响水泥熟料烧成的一个重要参数，同时也是影响水泥质量的一个重要因素。根据原材料成份、熟料矿物组成，通过易烧性试验可以确定水泥熟料生产的原料配比，可以寻找廉价的原材料，其试验结果满足熟料生产要求。

2）济源当地工业废渣—铅锌渣、钢渣完全可以用作生产水泥熟料的铁质原料。

3）从游离氧化钙结果分析，配料方案2不如配料方案1和3的易烧性好。

综合结果看，配料2的易烧性虽然较差，但烧成的矿物量较多，配料3居中，但钢渣可大量掺入，所以确定实际生产中按配料方案1进行。