[视频]《小周探厂》如约而至~这次我们来到了句容台泥!
《小周探厂》如约而至~这次我们来到了句容台泥!
研究了冶炼锌、铅工业废渣的化学特性及其在水泥熟料烧成中的应用,解决了配料、控制和煅烧技术等问题,成功地代替了约20%的硅质原料及100%的铁质原料,在湿法回转窑上烧成优质熟料,水泥性能指标符合国家标准。
......
1 锌铅湿废渣的化学组成
冶炼厂的1、2号回转窑锌铅湿废渣化学组成见表1。用其代替部分粘土、铁粉和矿化剂,在湿法回转窑上煅烧水泥熟料既可扩大水泥原料资源,又可把其中的碳加以综合利用。
废渣 | SiO2 | Fe2O3 | CaO | MgO | Al2O3 | S | C | Pb | Zn |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
冶炼厂1号回转窑 | 28.17 | 39.97 | 6.05 | 5.20 | 17.27 | 3.25 | 20.38 | 0.014 | 0.003 |
冶炼厂2号回转窑 | 28.06 | 39.42 | 5.26 | 5.56 | 17.27 | 3.47 | 15.33 | 0.067 | 0.008 |
2 配方优化
由于冶炼锌铅湿废渣中铁、硅、铝和碳的含量较高(如表1所示),用其作原料时,应考虑石灰质、硅质、铁质原料和燃料的质量符合配方要求。凡口水泥厂所采用的原、燃料化学成分见表2,煤的工业分析见表3,主机设备见表4。
名称 | Loss | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | S | Σ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
石灰石 | 39.31 | 7.26 | 1.29 | 0.90 | 48.69 | 1.29 | - | 97.45 |
粘土 | 10.35 | 64.69 | 15.42 | 6.63 | 0.81 | 0.62 | - | 98.52 |
铁粉 | 14.13 | 11.33 | 7.47 | 61.82 | 2.48 | 1.44 | - | 98.67 |
锌铅干废渣 | - | 28.11 | 17.27 | 39.69 | 5.65 | 5.38 | 3.36 | 99.46 |
综合煤煤灰 | - | 56.30 | 28.14 | 6.50 | 2.88 | 1.46 | - | 96.28 |
Mad/% | Aad/% | Vad/% | FCad/% | Qnet,ar/(kJ/kg) |
---|---|---|---|---|
1.19 | 28.04 | 13.80 | 56.97 | 23 052 |
名称 | 规格/m | 台数 | 设计能力/(t/h) |
---|---|---|---|
石灰石破碎 | Φ1.25立式破碎机 | 2 | 50×2 |
生料粉磨 | Φ2.4×13管磨 | 1 | 50 |
熟料煅烧 | Φ2.5/3.0×90湿法回转窑 | 3 | 10×3 |
综合煤粉磨 | Φ2.2×4.4 | 1 | 10 |
水泥粉磨 | Φ2.4×13管磨 | 1 | 30 |
水泥包装 | 两嘴包装机 | 1 | 30 |
经过试验及配方优化研究结果表明,采用锌铅湿废渣可代替20%~30%硅质原料和100%铁质原料,使用时适当降低KH、提高SM,有利于提高熟料质量。使用锌铅湿废渣前后入窑生料浆化学成分及三个率值的比较见表5。
项目 | 入窑料浆化学成分/% | 率值 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Loss | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | S | KH | SM | IM | |
使用前 | 36.47 | 11.17 | 2.71 | 2.78 | 44.63 | 1.35 | 1.25 | 2.03 | 0.98 | |
使用后 | 35.83 | 11.72 | 2.60 | 2.75 | 44.21 | 1.33 | 0.25 | 1.19 | 2.19 | 0.95 |
3 锌铅湿废渣配料对湿法回转窑熟料煅烧的影响
该研究的主要技术关键是如何解决废渣中含硫较高、容易形成硫酸盐窑皮、易引发窑内结圈影响通风的问题,凡口水泥厂近年来以华南理工大学材料科学与工程学院为技术依托,通过适当调整配方、加强通风、优化窑操作参数等措施较好地解决了上述问题。利用冶炼锌铅湿废渣代替约20%的粘土和100%的铁粉,生料中含有适量的碳、硫和微量的锌铅组分,既可在生料浆制备过程中起着改善料浆流动性的作用,在满足入窑料浆流动度的情况下可使料浆水分减少1%~2%,又可在熟料烧成过程中起到矿化剂的作用。使用锌铅湿废渣前后熟料化学成分、率值、矿物组成及物理性能的比较见表6、7。
项目 | 化学成分/% | 率 值 | 矿物组成/% | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Loss | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | fCaO | KH | KH- | SM | IM | C3S | C2S | C3A | C4AF | |
使用前 | 0.64 | 20.34 | 5.92 | 4.58 | 65.03 | 2.08 | - | 1.38 | 0.94 | 0.92 | 1.94 | 1.29 | 58.74 | 13.99 | 7.92 | 13.92 |
使用后 | 0.58 | 20.91 | 5.71 | 4.65 | 65.17 | 1.51 | 0.37 | 0.57 | 0.92 | 0.91 | 2.02 | 1.23 | 57.69 | 16.38 | 7.24 | 14.15 |
项 目 | 抗折强度/MPa | 抗压强度/MPa | 比表面积/(m2/kg) | 凝结时间/(h:min) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
3d | 7d | 28d | 3d | 7d | 28d | 初凝 | 终凝 | ||
使用前 | 5.3 | 6.4 | 7.8 | 28.5 | 43.8 | 60.7 | 302 | 2:38 | 4:41 |
使用后 | 5.8 | 7.1 | 8.4 | 31.7 | 46.2 | 62.6 | 303 | 2:58 | 4:45 |
分析表6、7可知,使用锌铅湿废渣配料后,在湿法回转窑上烧成的水泥熟料fCaO从1.38%降低到0.57%,硅酸盐矿物总量从72%左右提高到74%,因而在比表面积相近时熟料各个龄期的强度都有所提高,为磨制优质水泥创造了条件。
4 经济和社会效益分析
凡口水泥厂自1997年7月使用冶炼锌铅湿废渣以来,已利用冶炼厂锌铅湿废渣5.8万t,生产了优质水泥近50万t。所生产的优质“狮岭牌”水泥已广泛应用于深圳、广州的立交桥、高架路、高层建筑、虎门大桥、京珠高速公路等重点工程,由于水泥质量稳定、富余强度高、应用效果优良,因而用户满意。
根据生产成本计算结果表明,使用冶炼锌铅湿废渣后,水泥每吨成本降低5元/t,既为水泥企业获得经济效益近250万元,又为锌铅冶炼厂节约了每年30万元堆放湿废渣资金以及环保部门“三废”处理的款项,改善了生态环境。
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