硅酸鹽水泥生產工藝流程

硅酸鹽水泥生產工藝流程介紹

水泥生產線原料及配料、 硅酸鹽水泥熟料的礦物組成、 硅酸鹽水泥生產工藝流程、 硅酸鹽水泥生產的原料

水泥生產線原料及配料：

硅酸鹽水泥生產線的主要原料為石灰原料和粘土質原料，有時還要根據燃料品質和水泥品種，摻加校正原料以補充某些成分的不足，還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥的原料或混合材料進行生產。

1、 石灰石原料 石灰質原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰石、泥灰?guī)r、白堊和貝殼等。石灰石是水泥生產的主要原料，每生產一噸熟料大約需要1.3噸石灰石，生料中80%以上是石灰石。

2、 黏土質原料、天然黏土質原料有黃土、黏土、頁巖、粉砂巖及河泥等。其中黃土和黏土用得較多。此外，還有粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣。黏土質為細分散的沉積巖，由不同礦物組成，如高嶺土、蒙脫石、水云母及其它水化鋁硅酸鹽。

3、 校正原料 當石灰質原料和黏土質原料配合所得生料成分不能滿足配料方案要求時（有的含量不足)必須根據所缺少的組分，摻加相應的校正原料。

（1）硅質校正原料 含 80%以上

（2）鋁質校正原料 含 30%以上

（3）鐵質校正原料 含 50%以上

硅酸鹽水泥熟料的礦物組成：

硅酸鹽水泥熟料的礦物主要由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣組成。

硅酸鹽水泥生產工藝流程：

1、水泥生產工藝之破碎及預均化

（1）破碎

水泥生產工藝流程中，大部分原料要進行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。因此石灰石是生產水泥用量較大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。

破碎過程要比粉磨過程經濟而方便，合理選用破碎設備和和粉磨設備非常重要。在物料進入粉磨設備之前，盡可能將大塊物料破碎至細小、均勻的粒度，以減輕粉磨設備的負荷，提供磨機的產量。物料破碎后，可減少在運輸和貯存過程中不同粒度物料的分離現象，有得于制得成分均勻的生料，提高配料的準確性。

（2）原料預均化

預均化技術就是在原料的存、取過程中，運用科學的堆取料技術，實現原料的初步均化，使原料堆場同時具備貯存與均化的功能。

原料預均化的基本原理就是在物料堆放時，由堆料機把進來的原料連續(xù)地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。取料時，在垂直于料層的方向，盡可能同時切取所有料層，依次切取，直到取完，即“平鋪直取”。

水泥生產線中破碎及均化的意義

（1）均化原料成分，減少質量波動，以利于生產質量更高的熟料，并穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的生產。

（2）擴大礦山資源的利用，提高開采效率，擴大礦山的覆蓋物和夾層，在礦山開采的過程中不出或少出廢石。

（3）可以放寬礦山開采的質量和控要求，降低礦山的開采成本。

（4）對黏濕物料適應性強。

（5）為工廠提供長期穩(wěn)定的原料，也可以在堆場內對不同組分的原料進行配料，使其成為預配料堆場，為穩(wěn)定生產和提高設備運轉率創(chuàng)造條件。

（6）自動化程度高。

2、水泥生產工藝之生料制備

水泥生產工藝流程中，每生產1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據統(tǒng)計，干法水泥生產線粉磨作業(yè)需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數，正確操作，控制作業(yè)制度，對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。

工作原理：

電動機通過減速裝置帶動磨盤轉動，物料通過鎖風喂料裝置經下料溜子落到磨盤中央，在離心力的作用下被甩向磨盤邊緣交受到磨輥的輾壓粉磨，粉碎后的物料從磨盤的邊緣溢出，被來自噴嘴高速向上的熱氣流帶起烘干，根據氣流速度的不同，部分物料被氣流帶到選粉機內，粗粉經分離后返回到磨盤上，重新粉磨；細粉則隨氣流出磨，在系統(tǒng)收塵裝置中收集下來，即為產品。沒有被熱氣流帶起的粗顆粒物料，溢出磨盤后被外循環(huán)的斗式提升機喂入選粉機，粗顆粒落回磨盤，再次擠壓粉磨。

3、水泥生產工藝之生料均化

新型干法水泥生產線中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關作用。

均化原理：

采用空氣攪拌，重力作用，產生“漏斗效應”，使生料粉在向下卸落時，盡量切割多層料面，充分混合。利用不同的流化空氣，使庫內平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用，有的區(qū)域卸料，有的區(qū)域流化，從而使庫內料面產生傾斜，進行徑向混合均化。

4、水泥生產工藝之預熱分解

在水泥生產線中，生料的預熱和部分分解是由預熱器來完成，代替回轉窯部分功能，達到縮短回窯長度，同時使窯內以堆積狀態(tài)進行氣料換熱過程，移到預熱器內在懸浮狀態(tài)下進行，使生料能夠同窯內排出的熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達到提高窯系統(tǒng)生產效率、降低熟料燒成熱耗的目的。

工作原理：

水泥生產線中，預熱器的主要功能是充分利用回轉窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料，使生料預熱及部分碳酸鹽分解。為了更好地提高氣固間的換熱效率，實現整個煅燒系統(tǒng)的優(yōu)質、高產、低消耗，必需具備氣固分散均勻、換熱迅速和分離三個功能。

（1）物料分散

換熱80%在入口管道內進行的。喂入預熱器管道中的生料，在與高速上升氣流的沖擊下，物料折轉向上隨氣流運動，同時被分散。

（2）氣固分離

當氣流攜帶料粉進入旋風筒后，被迫在旋風筒筒體與內筒（排氣管）之間的環(huán)狀空間內做旋轉流動，并且一邊旋轉一邊向下運動，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉而向上旋轉上升，由排氣管排出。

（3）預分解

預分解技術的出現是水泥生產線中煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和回轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道，設燃料噴入裝置，使燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉窯內進行的碳酸鹽分解任務，移到分解爐內進行；燃料大部分從分解爐內加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內煅燒帶的熱負荷，延長了襯料壽命，有利于生產大型化；由于燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱及時傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優(yōu)化。因而具有高產、環(huán)保、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點。

5、水泥生產工藝之熟料的燒成

生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解后，下一道工序是進入回轉窯中進行熟料的燒成。 在回轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應，生成水泥熟料中的 、 、 等礦物。隨著物料溫度升高近 時， 、 、 等礦物會變成液相，溶解于液相中的 和 進行反應生成大量 （熟料）。熟料燒成后，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷卻機將回轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度，同時回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質量。

6、水泥生產工藝之粉磨

水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電比較多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及膠凝劑、性能調節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細度、比表面積等表示），形成一定的顆粒級配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結、硬化要求。

7、水泥生產工藝之包裝

水泥生產線中，產品燒制、粉磨完成后，成品出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運方式。

硅酸鹽水泥生產的原料:

1.硅酸鹽水泥的主要成分

硅酸三鈣（3CaO?SiO2）、硅酸二鈣（2CaO?SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO?AI2O3）、 鐵鋁酸四鈣（4CaO?AI2O3?Fe2O3） 其中：CaO 62～67%； SiO2 20～24%； AI2O3 4～7%； Fe2O3 2～6%。

2.硅酸鹽水泥生產線中的主要原料

(1) 石灰質原料：

以碳酸鈣為主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要來源。如石灰石、白堊、石灰質泥灰?guī)r、貝殼等。一噸熟料約需1.4～1.5噸石灰質干原料，在生料中約占80%左右。 石灰質原料的質量要求

品位 CaO（%） MgO（%） R2O（%） SO3（%） 燧石或石英（%）

一級品 ＞48 ＜2.5 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0

二級品 45～48 ＜3.0 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0

(2)粘土質原料：

含堿和堿土的鋁硅酸鹽，主要成分為SiO2，其次為AI2O3，少量Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AI2O3、Fe2O3的主要來源。粘土質原料主要有黃土、粘土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。一噸熟料約需0.3～0.4噸粘土質原料，在生料中約占11～17%。 粘土質原料的質量要求

品位 硅酸率 鐵率 MgO（%） R2O（%） SO3（%） 塑性指數

一級品 2.7～3.5 1.5～3.5 ＜3.0 ＜4.0 ＜2.0 ＞12

二級品 2.0～2.7或3.5～4.0 不限 ＜3.0 ＜4.0 ＜2.0 ＞12

一般情況下SiO2含量60～67%，AI2O3含量14～18%。

(3)主要原料中的有害成分

① MgO：影響水泥的安定性。水泥熟料中要求MgO＜5%，原料中要求MgO＜3%。

② 堿含量（K2O、Na2O）：對正常生產和熟料質量有不利影響。水泥熟料中要求R2O＜1.3%，原料中要求R2O＜4%。

③ P2O5：水泥熟料中含少量的P2O5對水泥的水化和硬化有益。當水泥熟料中P2O5含量在0.3%時，效果好，但超過1%時，熟料強度便顯著下降。P2O5含量應限制。

④ TiO2：水泥熟料中含有適量的TiO2，對水泥的硬化過程有強化作用。當TiO2含量達0.5～1.0%，強化作用較顯著，超過3%時，水泥強度就要降低。如果含量繼續(xù)增加，水泥就會潰裂。因此在石灰石原料中應控制TiO2＜2.0%。

3. 硅酸鹽水泥生產線中的輔助原料

(1)校正原料

① 鐵質校正原料：補充生料中Fe2O3的不足，主要為硫鐵礦渣和鉛礦渣等。

② 硅質校正原料：補充生料中SiO2的不足，主要有硅藻土等。

③ 鋁質校正原料：補充生料中AI2O3的不足，主要有鋁釩土、煤矸石、鐵釩土等。

校正原料的質量要求

硅質原料 硅 率 SiO2（%） R2O（%）

＞4.0 70～90 ＜4.0

鐵質原料 Fe2O3＞40%

鋁質原料 AI2O3＞30%

(2) 緩凝劑：以天然石膏和磷石膏為主。摻加量3～5%。

4.水泥生產線中工業(yè)廢渣的利用

① 赤泥：燒結法生產氧化鋁排出的赤色廢渣，以CaO、SiO2為主。摻加石灰質原料可配制成生料。

② 電石渣：以CaO為主?？商娲糠质沂a水泥。

③ 煤矸石：以SiO2、AI2O3為主。可替代粘土生產水泥。

④ 粉煤灰：以SiO2、AI2O3為主?？商娲惩僚渲粕?，也可作混合材料。

⑤ 石煤：以SiO2、AI2O3為主?？勺鞑徽惩临|原料，也可作燃料。