江西九江南方水泥有限公司4800t/d水泥熟料搬迁项目报告书环境影响...
江西九江南方水泥有限公司计划搬迁4800t/d水泥熟料项目，环境影响报告书正在公示，接受公众监督。公示时间为2024年4月25日至5月10日，期间相关利害关系人有权申请听证。
调整熟料硫碱比改善水泥流变性
2015/01/20 14:40
来源：铜川声威建材有限责任公司 王军龙
因熟料硫碱比下降而导致熟料和出磨水泥流变性的聚变，后通过在生料配料中引入磷石膏实施五组分配料，较好地解决了因硫碱比变化导致的水泥流变性恶化问题。本文对此进行总结，供相关厂家参考。......
摘要：因熟料硫碱比下降而导致熟料和出磨水泥流变性的聚变，后通过在生料配料中引入磷石膏实施五组分配料，较好地解决了因硫碱比变化导致的水泥流变性恶化问题。本文对此进行总结，供相关厂家参考。
该公司现有两条4500t／d熟料生产线，水泥年产能为200万t。近年来，随着商品混凝土的迅速发展，散装水泥需求加大，因此我公司将42．5级散装普通硅酸盐水泥作为公司的主导产品。由于各种混凝土外加剂在商品混凝土行业的普遍应用，对水泥与外加剂相容性提出了更高的要求。熟料硫碱比是影响水泥流变性的一个重要因素，我公司2012年8月就出现因熟料硫碱比下降而导致熟料和出磨水泥流变性的聚变，后通过在生料配料中引入磷石膏实施五组分配料，较好地解决了因硫碱比变化导致的水泥流变性恶化问题。本文对此进行总结，供相关厂家参考。
1 问题的描述
为了保证水泥与外加剂具有良好的相容性，该公司一直将出窑熟料、出磨水泥、出厂水泥的净浆流动度检验作为例行控制项目进行检测，依此及时发现水泥与外加剂适应性的变化，及时进行原因分析并采取相应的对策。其中：熟料净浆流动度检验用样品采用控制组留取的颗粒熟料日综合样，用化验室统一小磨按GB／T 21372--2008《硅酸盐水泥熟料》标准方法磨制；净浆流动度检验方法按GB／T8077一1987《混凝土外加剂匀质性试验方法》标准方法进行。检测样水灰比采用0. 29；外加剂采用萘系液体外加剂，掺量2.5％。从2012年8月25日起，在进行熟料净浆流动度检验时发现，熟料净浆流动度连续出现初始流动度降低、60min经时流动度为o、经时流动度损失变大的情况(见表1)。出磨水泥净浆流动度也发生了同样趋势的变化，见表2。
由表1和表2数据可见，出窑熟料、出磨水泥的流变性均同步出现变差趋势，所不同的是出磨水泥变差的程度有所减缓，这是由于出窑熟料在磨制水泥前进行均化引起峰值降低、波动值减小的缘故。
2 原因分析
从出窑熟料、出磨水泥净浆流动度的数据变化可以判定，出磨水泥流变性变差的直接原因是出窑熟料的流变性变差导致。为了排查出窑熟料流变性变差的原因，对变化前后熟料成分等相关数据进行了分析。在熟料率值、烧成煅烧状态均未发生变化的情况下，分析发现熟料中的硫碱比发生了明显的变化，见表3。
从表3的数据可以看出，出窑熟料中的碱含量变化不大，w(SO3)含量降低了0.23%，引起熟料硫碱比降低了0.23。该公司其它材料均为定点进厂，含硫量一般变化不大，只有原煤矿点变更较为频繁。对进厂原煤进行了排查发现，从8月21日起进厂原煤全硫量开始明显降低。8月1日至8月20日，进厂原煤平均全硫量为1.34％，8月21日至8月30日进厂原煤平均全硫量为0．48％，降低了0．86％。经和供应商联系了解，从8月21日起开始大量从榆林阳光公司采购原煤。8月21日至8月30日共进厂原煤10955．68t，其中从榆林阳光公司采购的原煤为9 362.12t，占总进厂数量的85.45％。由于原煤全硫量的降低引起了熟料中w(SO3)含量的降低。
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据资料Ill介绍：当生料中存在一定数量的硫时，煅烧时碱优先与硫化合成硫酸碱，多余的碱则和熟料矿物反应生成含碱矿物固溶体。因此硫的适量存在可以有效抑制碱的不利影响，可使得更多的碱化合为硫酸碱而减少含碱矿物固熔体量，从而降低了水泥初期的水化速度；同时，适量硫的存在会增加高温液相量且能降低液相黏度，使熟料矿物结晶程度高、缺陷少，发育完善，从而有利于改善水泥浆体的流变性。但当熟料中硫含量不足时，生成的含碱矿物固熔体越多。这些含碱矿物固熔体初期水化速度很快，加水后在短时间就能产生大量的水化产物，这些水化产物相互搭接，增大了浆体的剪切应力和塑性黏度，导致水泥浆体流变性变差；另由于硫量的不足，物料中的碱量相对就高，而煅烧过程中高温液相的黏度与碱含量成正相关关系，因此其液相黏度大使得矿物晶体生长困难，形成颗粒细小、缺陷多的小晶体。这种矿物水化很快，也使得水泥浆体的流变性变差。
3 采取的措施
国外某水泥厂通过改变熟料硫碱比，发现随着熟料硫碱比的增加，砂浆初始流动度和经时流动度均加大，对经时流动度的影响更明显m，。据此并借鉴他厂的经验，我们采取了相关的技术措施，通过调整熟料硫碱比等措施，使问题得以解决，具体措施如下。
（1）调整进厂原煤全硫量内控指标，将进厂原煤全硫量指标由≤1.0%提高至1.5%~2.5%。但综合原煤的发热量、采购成本、高硫煤采购渠道受限等因素，要持续实现提高原煤全硫量满足提高后指标要求有较大难度。
（2）在措施(1)难以持续实现的情况下，笔者从8月31日起，采取在生料配料中增加磷石膏，即采用五组分配料生产。其中所用磷石膏性状为经饱和石灰水中和后成球、烘干后的球状物，加入方式为将磷石膏和铜矿渣用装载机按一定比例进行预配后入铜矿渣库。磷石膏化学成分见表4，掺加磷石膏前后原料配比对比见表5，熟料硫减比指标见表3。
加入磷石膏之后，熟料中硫碱比得以提高，熟料及水泥净浆流动度有了明显改善，出磨水泥净浆流动度正常，见表6。
另采用磷石膏配料后，由于熟料中硫的提高，熟料中的碱和硫化合为硫酸碱进入熟料中，从而减少了碱在窑内的挥发和在窑尾系统的循环富集，改善了窑系统结皮状态，结皮量减少、结皮质地疏松。
4 结 语
（1）该公司因受进厂原煤的制约，引起熟料硫碱比失调并导致熟料和出磨水泥净浆流动度恶化的状况，通过在生料配料中引人磷石膏组分后，有效地改善了熟料的硫碱比，使问题得到了很好的解决。但掺加磷石膏后，经测算会引起生料配料成本上升0.66元／t；另因无单独的磷石膏配料库和计量秤，采用与铜矿渣按一定比例预配混合的方式掺加磷石膏时，易由于混合不均匀而引起生料中Fe2O3，含量的波动。
（2）采用磷石膏五组份配料生产后，一定要密切关注熟料硫碱比的变化，根据熟料硫碱比及进厂原煤的全硫量及时调整磷石膏预配比例。我公司目前熟料硫碱比控制值为0.65～1.00，熟料和出磨水泥的净浆流动度正常。
[1]乔丽娜，宓振军，乔立军，等．熟料硫碱比对水泥净浆流变性的影响【J】.水泥，2007，(1)：4—7．
[2]张大康．水泥与减水剂相容性控制方法【J】．水泥，2008，(3)：11-17
编辑：王欣欣
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