水泥防水知识
水泥技术|风积沙在水泥生产线上的应用
作者:防水之家  建材之家    2017-03-19  浏览:28
防水之家讯:1、引 言

水泥生产企业是资源消耗的大户,每年至少有4500万亩的耕地被破坏,大量的水土资源白白流失,土地日渐沙化、资源日渐贫乏,人类赖以生存的环境、资源已岌岌可危!目前我国水泥产量已突破12亿吨大关,占世界总产量的半壁江山,成为水泥生产大国,但是存在着三个突出矛盾:水泥不断扩能的需求与资源日益紧缺的矛盾;传统水泥污染严重与环境保护的矛盾;计划体制形成的水泥产业“单一”与创新发展的矛盾。

乌兰集团从资源、社会和经济等多个视角,对水泥工业重新审视,认为必须改变传统的水泥发展路子,走出一条生态效益、经济效益和社会效益相协调发展的新型水泥工业道路——这就是今天乌兰集团全力打造的循环经济发展模式。

可见:保护耕地,保护生态环境,治沙还田、吃沙还林已成为实现社会和企业可持续发展的当务之急,“十一五”期间,我国将大力建设环境友好型、资源节约型社会,综合利用资源、用风积沙代替粘土配料生产优质水泥熟料正值当时。

为此,我们分阶段在乌兰后旗基地组织了为期半年的工业试生产及生产,试验中发现原料的易磨性较好,生料磨台时产量提高,立磨耐磨材料消耗减少,生料的易烧性好,窑台时产量高,标煤耗相对下降,熟料结粒致密,标准稠度用水量下降,熟料的综合性能好,后期强度高。

2、风积沙与粘土的性质比较

2.1 风积沙是经过自然风搬运、分级、沉积后在地表形成的沙土,它颗粒均匀、细小,成分稳定,可做为水泥生产的硅铝质校正原料使用。

2.2 我公司原设计所有的硅铝质校正原料为黄褐色亚粘土,其特点是:塑性大、水分高、碱含量高、易磨性差。

2.3 风积沙与粘土的化学成分及性质对比见表1。

表1 风积沙与粘土的化学成分(%)及性质对比

名 称

LOSS

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O



0.20mm细度 %

水分 %

易磨性

风积沙

5.98

67.80

12.10

3.60

4.68

1.50

2.15

1.05

98.9

17.5

8.5

较好

粘 土

5.95

64.24

14.24

4.96

2.79

2.61

2.81

1.25

98.9

/

14.5

一般

3、用风积沙代替粘土配料的优点

① 碱含量相对降低,熟料的后期强度高、性能好;② 水分小、无塑性,避免雨季的粘仓、挂壁、堵料等生产弊端;③ 粒径细小,无须破碎,生产成本低;④ 易磨性较好,立磨台时产量高。

4、配料方案的确定及试生产效果

4.1 采用“两高一低“的配料方案。即:高饱和比,高铝率,低硅率的方案。

一方面:通过提高KH来提高熟料早强,提高AM来保证熟料的结粒,避免飞砂。另一方面:通过降低SM来适当提高液相量,使熟料易烧。同时由于SM的降低,硅砂用量将减少2%左右,对降低原料成本和减小立磨磨损、保护辊套具有很重要的意义。

乌兰公司使用的原燃材料化学成分见表2, 烟煤的工业分析见表3 ,在试生产期间熟料率值控制如下:

KH:0.910±0.02,SM:2.2±0.1,AM:1.6±0.1,熟料结粒好,升重高,窑上煅烧良好,火焰明亮,无飞砂现象,熟料的化学成分、矿物组成、物理性能分别见表4、5。

表2 原燃材料化学成分

名称

Loss

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

R2O

SO3



石灰石

41.50

1.12

1.91

0.69

51.69

1.21

0.26

0.11

0.28

0.01

98.50

铁粉

5.00

36.56

2.95

49.01

2.24

2.61

0.23

0.10

0.25

0.08

98.78

硅砂

2.59

90.16

2.20

1.68

0.28

0.71

0.35

0.10

0.33

0.04

98.11

风积沙

5.98

67.80

12.10

3.60

4.68

1.50

2.15

1.05

2.46

0.02

98.88

煤灰1

/

44.52

27.48

8.14

13.97

1.83

1.03

0.41

1.09

2.52

混合煤

表3 烟煤的工业分析

名称

Mt

Mad /%

A ad / %

V ad / %

FC ad / %

Qnet.ad (KJ/Kg )

Qnet.ar(KJ/Kg )

烟煤

16.20

6.14

8.08

31.46

54.32

25423

22429

表4 熟料的化学成分及矿物组成

熟料化学成分

矿物组成

LOSS

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

R2O

C3S

C3A

C4FA

0.15

20.88

5.84

3.65

64.16

1.97

0.87

0.30

0.87

57.92

9.29

11.10

表5 熟料的物理性能

对比项目

比表面积(m2/Kg)

标准稠度用水量(%)

凝结时间

h: min

安定性(%)

抗折强度(MPa)

抗压强度(MPa)

初凝

终凝

3天

28天

3天

28天

风积沙配料

352

23.1

1:25

3:08

100

6.5

9.5

28.5

59.7

用黏土配料

350

24.5

1:30

3:10

100

6.0

9.0

29.5

56.8

4.2 经过半年多时间的生产实践和摸索,乌兰公司用风积沙代替粘土配料取得了重大成功和突破,实际生产效果如下,具体见表6。

表6 实际生产情况

配料方式

配料比例(%)

立磨台产t/h

窑台产t/h

标煤耗kg/t

石灰石

铝质原料

硅砂

铁粉

用风积沙

80.48

16.69

0.40

2.42

273

120

107.2

用黏土

80.94

13.63

3.29

2.15

258

114

112.2

4.2.1 原料的易磨性较好,生料立磨台时产量平均提高15t/h,同时硅质校正原料硅砂比用粘土配料时少用2-3%,立磨耐磨材料消耗减少。

4.2.2 生料的易烧性相对提高,窑台时产量平均提高6 t/h,标煤耗相对下降了5千克/吨熟料。

4.2.3 熟料结粒好、煅烧致密,需水量相对下降,便于和新标准接轨。

4.2.4 熟料的综合性能好,后期强度高。

5、效益分析

5.1 社会效益:吃沙还田、保护水土资源,利国利民。

用风积沙配料不但具有保护环境和减少沙尘的双重环保性,对净化生态环境和居民生活环境也具有重要的现实意义,而且可以节约大量的粘土矿产资源。对于2500t/d新型干法窑生产线,利用风积沙配料煅烧水泥熟料,年可节约粘土资源约18万吨左右(窑运转率按92%、黏土配料比例按14.0%计算)。

5.2 经济效益:优质、高产、低消耗。

一方面:用风积沙配料,无须破碎,年节约人工、机具、设备电耗、折旧磨损等费用约280万/年;同时生料磨、回转窑台时产量提高,

另一方面:熟料易烧、煤耗降低,若乌兰基地三台窑按年生产熟料300万吨计算,年节约用煤15000吨,相当于节约资金540万元(煤价按360元/吨计算)。

6、结论

① 采用两高一低的配料方案,用风积沙代替粘土可生产优质水泥熟料。

② 用风积沙代替粘土配料实现了社会、企业、环保三个效益的统一。

③ 用风积沙代替粘土配料,利于生态建设和可持续发展,是切实可行的资源综合利用、大力实施循环经济的推广项目。

7、应用

2004年,伴随着西部大开发及北京申奥成功以及内蒙古建设发展城市化、工业化道路的大好形势,内蒙古乌兰集团响应国家产业结构政策,紧紧抓住机遇参与竞争,走新型工业化道路,打破水泥生产经营的传统观念,积极稳妥地推动循环经济发展模式,坚持搞产业链资源综合利用项目。决定依托自身管理优势、技术优势和资金优势,根据企业发展和市场布局的需要,抢抓当前西部大开发、振兴东北老工业基地的大好时机,以优势矿产资源为依托,以发展循环经济为主攻方向,积极推进结构调整和产业创新,在蒙东通辽市奈曼旗政府所在地——大沁他拉镇工业园区投资建设2×2500t/d熟料水泥生产线、2×15MW余热发电、供热、中水回用资源综合利用工程,同时规划一条5000t/d水泥熟料生产线,配料上用风积沙代替粘土。

7.1 该项目的建设符合国家西部大开发、振兴东北老工业基地的政策,对实现“东西互动”、促进地方经济的发展具有十分重要的意义。通辽市奈曼旗地处科尔沁沙地南缘,沙地面积达858万亩,占总土地面积的70%,流动沙地305万亩,占沙地总面积的35.3%,沙地平均植被盖度为15%,流动沙地植被盖度在3%以下,生态环境恶劣。平均每年用于治沙资金7000万元以上,出动劳动力10万人次。该项目利用风积沙代替水泥原料中的粘土配料,单线年采沙吃沙约22万t,既有效利用了资源,减缓粘土等资源的耗竭;又可减轻每年用于沙区生态建设的资金投入负担。同时降低整个水泥工业生产活动对人类和环境的风险,实现了清洁生产。

7.2 目前,在后旗基地成功吃掉了20万吨风积沙用于水泥生产,节约耕地约1.1万亩,并且积累了大量的丰富经验。现在应用在通辽奈曼旗2×2500t/d的水泥熟料生产线,此项目建成后,每年可吃掉风积沙约44万吨,吃沙还林、实现变废为宝、变害为利,不断扩大用沙量,实施公益性复垦造林,解决流沙问题。现已开始植树造林近百亩,并与地方林业部门达成了协议,在十年内恢复耕地造林十万亩,最终实现生态建设与循环经济完美结合。

8、结束语

水泥行业是资源性产业,充分利用废弃物,是水泥产业发展方向。资源是水泥工业的粮食,是自然界经历几亿年演变和进化的产品,它比粮食更珍贵而不可再生,环境是上帝赐给人类最精美的艺术品,几年来我们像爱护眼睛一样百倍呵护保护资源和环境,实施回填复垦造林近百亩,千方百计节约资源,坚决杜绝乱采乱挖现象的发生。我们要把周边几千万吨的风积沙,每年几百万吨的发电废渣和上千万吨污水充分利用,对这些还未被更多人看好的废弃资源逐年回收,使它一一发挥效益。

我们的理念是:“只有放错位置的资源,而没有绝对的废物”。通过循环经济完全能够变废为宝,变害为利,再造山河,实现人与自然和谐相处!

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