石灰廢渣作水泥立窯生料的研究及應(yīng)用
一、石灰廢渣作生料原料應(yīng),用的可行性分析
1.石灰廢渣替代部分石灰石黏土的可行性
在立窯生產(chǎn)中,傳統(tǒng)酉己料方案不外乎使用石灰石、黏土、鐵校正原料、無煙煤及礦化劑5種原料。從石灰廢渣的構(gòu)成看,其石灰石部分可替代配料中的同等量石灰石。按其分子量計算,1噸熟石灰可替代1.35噸石灰石。煤渣的化學(xué)成分與黏土相接近,替代生料中部分黏土對生料化學(xué)成分不會造成多大影響。
2.生料中配入石灰廢渣的配料方案
?、傥覐S使用的原燃料化學(xué)成分(見表1);
②熟料三率值。仍按原設(shè)定:KH=0.95;N=1.85;P=1.2。經(jīng)計算各組分百分比為:石灰石50.2%;黏土12.9%;石灰廢渣24.8%;銅渣3.0%;無煙煤9.1%。由此說明,應(yīng)用石灰廢渣可保證原配料率值的技術(shù)要求。
表1 原燃料的化學(xué)成分(%)
名稱 LOSS SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO
石灰石 42.43 - 0.21 0.11 55.43
黏土 8.73 58.8 17.96 7.59 0.81
石灰渣 25.68 13.27 4.39 1.84 47.95
銅渣 - 35.43 8.69 43.46 10.28
煤灰 - 47.84 13.40 21.52 9.0
3.對成球質(zhì)量的影響
配入石灰廢渣24.8%后,黏土配比減少6%左右,由于石灰廢渣中熟石灰含量達35%左右,在生料中含量為8.75%,其塑性遠比黏土高,因此不用擔(dān)心少配黏土后會影響成球質(zhì)量。
4.熟料配熱的影響
每千克碳酸鈣分解為氧化鈣需吸熱1624千焦,石灰廢渣中熟石灰分解所吸熱遠比碳酸鈣分解低得多。為此可以認定,石灰廢渣取代部分石灰石后,熟料配熱將顯著減少,降低了熟料燒成煤耗。
綜上所述,生料中使用石灰廢渣完全是可行的。
二、生產(chǎn)應(yīng)用
1.石灰廢渣的儲備與均化
由于石灰窯每批出渣的三組分比例極不穩(wěn)定,因此,根據(jù)生產(chǎn)能力及廢渣的用量,每10天用量作一批次充分均化,分批儲存,經(jīng)檢驗后再投入使用。陳年露天堆放的廢渣,水分都較重,晴天開挖的廢渣,水分都在15%以上。我廠采用新出窯的石灰廢渣搭配均化,利用新渣中的生石灰,對陳年渣進行脫水。
2.原燃料水分的控制
生料配料中各組分物料的水分要達到《規(guī)程》的要求。石灰廢渣中的熟石灰黏結(jié)性強,如各組分水分高會造成生料灰黏庫。我廠曾發(fā)生嚴重黏庫后派人下庫用鐵鏟清庫的事件,包括選粉機也被黏結(jié)死,清理后才能正常運轉(zhuǎn)。
3.立窯煅燒
生料灰中配入石灰廢渣后,塑性好,有利于成球。兩臺Ф2.5米立窯由普通成球改為預(yù)濕成球時,由于窯房高度及空間限制,存在不少缺陷。成球質(zhì)量較差,造成立窯經(jīng)常性偏火、臺時產(chǎn)量低。應(yīng)用石灰廢渣后,偏火現(xiàn)象很少發(fā)生,臺時產(chǎn)量由6.5~7.0噸提高到8~9噸。工人勞動強度大大減輕。由于石灰廢渣中的熟石灰分解吸熱比石灰石低,因此,熟料配熱要根據(jù)石灰廢渣的配入量作適當(dāng)調(diào)整。在實際生產(chǎn)中,熟料配熱下降705干焦,石灰廢渣配入量減少,熟料配熱增加。為此,根據(jù)石灰廢渣的資源,選擇合適的配入量,以利長期穩(wěn)定生產(chǎn)。
4.經(jīng)濟效益
石灰石到廠噸價格為10元,石灰廢渣到廠噸價格為2.5元,每取代1噸石灰石,節(jié)約支出7.5元。生產(chǎn)實際中,立窯臺產(chǎn)增加1噸以上,噸熟料電耗降低14.28%,噸熟料節(jié)電每小時3.3千瓦。熟料配熱降低11.86%,噸熟料節(jié)約實物煤23.8千克。
立窯水泥應(yīng)用石灰廢渣替代部分石灰石和黏土制品生料可滿足技術(shù)要求,并且可彌補成球系統(tǒng)存在的缺陷,改善成球質(zhì)量。對生料中應(yīng)用粉煤灰替代黏土的配料工藝,應(yīng)用石灰廢渣解決成球質(zhì)量是行之有效的好方法。又由于石灰廢渣中的熟石灰分解時所耗熱量比CaCO3分解所需熱量低,加上窯內(nèi)熱工制度穩(wěn)定,必然會降低熟料燒成的實物煤耗,提高立窯臺時產(chǎn)量,降低電耗。在有條件的地方采用石灰廢渣作生料原料,不僅為工廠帶來經(jīng)濟效益,對保護環(huán)境也具有積極的作用。
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