利用铅锌尾矿代替部分原料生产水泥

1  配料方案的设计 

1.1  原燃材料 

   生产用铅锌尾矿为东青堡铅锌矿排放的尾矿,铅锌尾矿及原材料化学成分见表1,原煤工业分析见表2。 

表1  原、燃材料化学成分(%) 

表2  原煤工业分析

1.2  尾矿的物理性能 

      铅锌尾矿的细度120目筛筛余在15%左右,并具有一定的可塑性,经测定尾矿塑性指数可达13.5以上,对生料成球有一定的益处。

1.3  生料易烧性试验 

      全黑生料试样A1、A2分别在700～1400℃的煅烧温度下,保温30min,冷却后,测其fCaO。全黑生料率值见表3,测量结果见表4。

表3  尾矿掺量和生料率值

表4  不同煅烧温度下生料的fCaO含量(%)  

    由表4可以看出,生料中掺入尾矿后,可以显著改善生料的易烧性,尤其是在1100℃以后,A2试样fCaO呈显著下降趋势,说明尾矿的存在可加快fCaO的吸收。根据我厂原材料特点,尾矿掺量控制在10%左右为宜,生料率值控制在KH:0.92～0.96;n:1.80～2.0;P:1.2～1.4。 

2  生产应用效果 

2.1  改善了生料的易烧性、提高了熟料质量 

 熟料化学成分及率值见表5,质量对比见表6。 

表5  熟料化学成分(%)及率值(%) 

表6  熟料质量对比 

    由表6可以看出,掺加尾矿后,熟料质量明显提高,出窑熟料安定性合格率达到了80%以上,早期强度也得到了明显提高。

2.2  降低了熟料煤耗 

     掺铅锌尾矿前标准煤耗为156.4kg/t熟料,掺铅锌尾矿后下降到130.6kg/t熟料。 

2.3  机立窑台时产量提高 

    生料中掺入铅锌尾矿后,易烧性得到了改善,上火速度明显加快、高温层内熔体相对增多、物料烧结较好,提高了全风使用率,立窑台时产量明显提高。我厂Φ2.5m×10m机立窑台时产量由原来的6.8t/h提高到8.1t/h。 

2.4  生料磨机台时产量提高 

     生产实践证明,铅锌尾矿的易磨性好于铁矿石及石灰石,我厂Φ1.83m×7m生料磨台时产量由原来的12.2t/h提高到13t/h。 
2.5  降低了原材料成本 

     用铅锌尾矿配料可代替部分石灰石、铁矿石及全部石膏。由于铅锌尾矿属工业废弃物,因而成本较低,我厂使用的尾矿进厂成本在20元/t左右,配料成本对比如下:  

生料中铅锌尾矿掺加量为10%×20元/t=2.00元/t 

可减少石灰石掺量5%×17元/t=0.85元/t 

铁矿石掺量3%×70元/t=2.10元/t 

石膏掺量2%×140元/t=2.80元/t 

因此每吨全黑生料可降低成本: 

0.85+2.10+2.80-2.00=3.75(元) 

生料年产量按8万t计算,可降低成本: 

8×3.75=30(万元) 

3  采用铅锌尾矿配料后应采取的工艺措施 

3.1  适当降低配煤量 

     由于采用铅锌尾矿配料后,生料的易烧性得到了明显改善,高温液相出现的温度降低,熟料热耗降低,如配煤过多、液相生成过多,易出现底火变软、粘边、结窑等不正常窑情,一般应在原配热的基础上降低配热10%左右为宜,然后再根据窑面情况适当调整。 

3.2  加强工艺管理,稳定生料质量 

     采用铅锌尾矿配料后,生料在煅烧时具有上火快、物料较粘结的特点,如生料化学成分波动大、率值不合理、会影响机立窑的正常操作,引起不正常窑情发生。因而应加强对进厂原、燃材料的质量控制,稳定生料配比,提高生料的合格率,对全黑生料的含煤量、Fe2O3含量要严格控制。 

3.3  加强立窑煅烧操作 

     采用铅锌尾矿配料后,上火速度加快,物料较粘结,应坚持浅暗火煅烧,湿料层厚度控制在300～400mm左右,采取“压二肋、守边风、提中间”的操作方法、底火层位置严格控制在喇叭口以上,做到大风大料、急冷快烧、避免还原气氛,从而达到稳定窑情的目的。 

4  结语  

     生产实践证明,采用铅锌尾矿配料,可以显著改善生料的易烧性,降低熟料的热耗,提高机立窑的产质量。一个年产10万t的机立窑厂,每年可利用铅锌尾矿一万多吨,创经济效益可达一百万元以上,并且使废弃的铅锌尾矿变废为宝,解决了铅锌尾矿占用场地、污染环境的问题。