筆者公司有兩條日產(chǎn)5000噸硅酸鹽熟料水泥生產(chǎn)線，原材料用量大，優(yōu)質原材料資源日益緊張。公司附近的一片低山丘陵區(qū)，地質構造屬于奧陶系底層，灰?guī)r、頁巖雜間排列，經(jīng)取樣檢驗，品位較差，屬于高鎂低鈣劣質礦石，不能單獨做石灰石用于硅酸鹽水泥熟料的生產(chǎn)。后經(jīng)論證，可行性分析，進行了由少到多增加劣質礦石摻加量的生產(chǎn)試驗，最終確定了一個合適的摻加比例，生產(chǎn)過程中解決了硅酸鹽水泥熟料煅燒和熟料及水泥質量出現(xiàn)的問題，劣質礦石成功應用于生產(chǎn)，取得較好經(jīng)濟與社會效益。

　　1 可行性分析

　　劣質礦石（以下簡稱礦石）應用前，筆者公司硅酸鹽水泥熟料正常生產(chǎn)采用四組分配料，石灰石、砂巖、鐵鋁校正材料(鐵礦石)、頁巖，原材料及硅酸鹽水泥熟料化學分析見表1。

　　熟料的率值控制在:KH=0.92±0.02，SM=2.50±0.10，IM=1.45±0.10，硅酸鹽水泥熟料性能見表面2。礦石化學成分見表3。

　　從礦石的化學分析來看，該材料含硅酸鹽水泥熟料生產(chǎn)所需材料的各種成分，也含有熟料和水泥國家標準質量要求中有害成分，主要是氧化鎂的含量高，另外堿含量也比石灰石質材料高，但比除石灰石外的其它材料的堿含量要低，所以可以利用該礦石中的有用成分，考慮礦石成分較雜，單獨代替原材料中的一種是不可能的，經(jīng)過配料計算，只能采取五組分配料，代替原來四組分配料，可以達到原熟料率值要求，但氧化鎂及堿含量比原熟料有所升高，并且隨礦石摻加量的增加，繼續(xù)升高。所以控制礦石一定摻加量情況下，能夠生產(chǎn)出符合GB/T21372-2008《硅酸鹽水泥熟料》國家標準要求的熟料。

　　2  劣質礦石的生產(chǎn)試驗

　　為了生產(chǎn)運營的正常進行，以及硅酸鹽水泥熟料及水泥產(chǎn)品的質量、性能保持穩(wěn)定，也為了避免出現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)大的波動，自2012年4月5日起至2012年7月6日，公司利用三個月時間，一個月為一階段，分三個階段實施礦石摻加量的生產(chǎn)試驗。第一階段，摻加4%，正常后第二階段調整至6%，第三階段穩(wěn)定在8%。雖然理論配料計算允許摻加到10%，但計算得出的熟料中氧化鎂為4.89%，已接近國家標準允許的最大值5%，考慮生產(chǎn)正常波動，也為質量滿足國家標準并留有富裕，我們沒有進行10%摻加比例的試驗。在每一階段生產(chǎn)過程中，進行了硅酸鹽熟料、水泥產(chǎn)品相關品質性能試驗，對出現(xiàn)的工藝及質量問題進行了相應調整，采取相關措施，達到預期效果。具體如下：

　　2.1 熟料化學成分及性能比對

　　三個階段生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料成分見表4。熟料性能情況見表5。

　　從以上生產(chǎn)數(shù)據(jù)看出，應用礦石后一二階段硅酸鹽水泥熟料的率值穩(wěn)定，第三階段人為進行相應調整，降低熔劑礦物含量。熟料中氧化鎂含量隨礦石摻加量的增加逐漸升高，但能滿足國家標準要求。隨礦石量增加，熟料早期抗壓強度增高，熟料后期強度稍有下降，摻加至第三階段時，3天抗壓強度月平均值比不摻加劣質礦石時提高1.3MPa，28天抗壓強度下降0.4 MPa，其它性能穩(wěn)定，均符合國家標準。

　　2.2  生產(chǎn)工況變化及工藝參數(shù)調整

　　礦石摻加第一階段時，生產(chǎn)工藝參數(shù)沒有明顯變化，中控操作穩(wěn)定，熟料外觀正常。摻加至第二階段時，熟料結粒稍有增大，立升重增大，由不摻時平均1230克/升增大至1260克/升，窯電流小幅增加，由710A增至730A，窯尾煙室溫度升高20-30℃，起初以為是煤質變好造成，從喂煤量上進行減煤調整，但后來查看進煤質量記錄，發(fā)現(xiàn)煤質變化不大，再后來換煤后用煤量也沒有增加，判斷是摻加礦石后熟料的易燒性提高造成現(xiàn)象。第三階段，以上現(xiàn)象更加明顯，甚至出現(xiàn)兩次堵塞五級預熱器，處理過程中發(fā)現(xiàn)下料管內有結皮，經(jīng)檢驗入窯生料分解率為95%，而原來在93%左右，分解率升高，造成物料發(fā)粘、管道結皮，后經(jīng)過中控、化驗等相關部門研究分析，采取了降低分解爐出口控制溫度措施，由原來880℃±5℃，調整為控制在870℃±5℃，另外據(jù)熟料液相量公式，氧化鎂增加后熟料的液相量增加，易燒性提高，為穩(wěn)定液相量，我們對熟料中氧化鋁含量進行下調，由原控制5.10%左右，調整至4.90%，硅率適當調高，通過以上措施，試驗期內預熱器沒有再發(fā)生堵塞現(xiàn)象，直至現(xiàn)在保持正常生產(chǎn)時水平。

　　2.3 水泥性能變化及調整

　　為避免試驗過程中熟料質量或性能變化可能造成水泥質量及性能的波動，影響產(chǎn)品質量，在試生產(chǎn)時，除了對熟料相關性能的檢驗外，密切關注水泥各項指標的變化，特別是熟料早期強度提高后，水泥早期強度也提高了，但考慮在試驗階段，沒有因此增加混合材料摻加量，所以水泥后期強度也較穩(wěn)定。從熟料及水泥標準稠度用水量來看，變化不大，為不影響商品混凝土對水泥性能的要求，進行了水泥與混凝土外加劑適應性試驗，第三階段，出現(xiàn)了凈漿初始流動度、混凝土坍落度減小的趨勢，判斷應與熟料的礦物結構變化及堿含量增加有關，后經(jīng)降低熟料中氧化鋁含量，即降低熟料中鋁酸三鈣含量后，水泥水化熱下降，與外加劑適應性恢復正常。

　　3 結論

　?。?）通過本次摻加劣質礦石的生產(chǎn)試驗，在一定的氧化鎂含量范圍內，隨氧化鎂增加，硅酸鹽水泥熟料的強度早期提高，后期稍有下降，經(jīng)過采取相應措施，生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質量保持穩(wěn)定。

　?。?）作為無機非金屬材料工業(yè)，硅酸鹽水泥生產(chǎn)材料的選用可以有更多的渠道，而不僅是傳統(tǒng)材料。只要材料的化學成分以硅酸鹽水泥工藝要求成分為主，有害成分控制在指標范圍以內，劣質材料的應用成為可能，將有效緩解生產(chǎn)材料日趨緊張狀況。