利用镁渣代替部分原料配料煅烧熟料

1 配料方案的设计 

　　1.1 原、燃材料 

　　生产用镁渣为锦西镁厂的镁渣。镁渣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 生料易烧性试验 全黑生料试样A1～A3分别在700～1400℃的煅烧温度下,保温30min,冷却后,测其fCaO。生料率值见表3,测量结果见表4。  

表3 镁渣掺量和生料率值 

 
表4 生料易烧性试验不同温度下fCaO(%) 

　　由表4可以看出,生料中掺入镁渣后,可以显著改善生料的易烧性,并且随着掺量的增加fCaO呈明显下降趋势,但镁渣掺量不能太大,因为掺量过大会引起硅酸率过高,造成烧结困难,还会造成熟料中MgO超标。根据我厂原材料特点,镁渣掺量控制在20%左右为宜,生料率值控制在KH:0.92～0.95、n:1.8～2.0、P:1.0～1.2。用镁渣代替部分原料配料,如果出现生料中Al2O3含量偏低的情况,可用少量的煤矸石配料加以校正,以弥补Al2O3含量偏低的问题。如需烧制道路水泥熟料或习惯烧高铁料,可不用校正。 

2 利用镁渣配料生产应用效果 

　　在实验室研究的基础上,在我厂Φ2.5m×10m机立窑上进行了试生产。 

　　2.1 改善了生料的易烧性,提高了熟料质量</BIG><BR></STRONG> 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 


 

　　从表6可以看出掺入镁渣后,出窑熟料安定性合格率大幅度提高,尤其是早期强度提高幅度较大,为生产早强型水泥提供了保障。试生产的425R普通硅酸盐水泥和425R矿渣硅酸盐水泥的化学成分见表7,物理性能见表8。  

表7 水泥化学成分(%)  

表8 水泥物理性能

  
　　2.2 降低了熟料煤耗 

　　掺镁渣前标准煤耗为152.7kg标煤/t熟料,掺镁渣后,标准煤耗下降到129.8kg标煤/t熟料。 

　　2.3 机立窑台时产量提高 

　　生料中掺入镁渣后,易烧性得到了改善,上火速度明显加快,基本无粘边、结大块现象,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6.6t/h提高到7.8t/h。 

3 镁渣作用机理 

　　1)镁渣由于经过1200℃左右的高温煅烧,具有一定的化学活性,并形成了C2S、CF等初级矿物,这些矿物在熟料煅烧过程中,降低了晶体的成核势能,起到了诱导结晶的作用,改善了生料的易烧性。  

　　2)由于镁渣中的钙元素以矿物形式存在,带入生料中一定量的CaO、MgO,从而减少了部分CaCO3、MgCO3分解所吸收的热量。另外,由于镁渣中还含有一定量的C2S、CF等初级矿物,因而同时也减少部分氧化物固相反应所需的热量,在一定程度上降低了熟料的热耗。  

　　3)由于我厂石灰石、粘土中含结晶SiO2较高、易烧性较差,生料中掺入镁渣后,降低了结晶SiO2含量,改善了生料的易烧性。 

4 采用镁渣配料后应采取的工艺措施 

　　4.1 适当降低配煤量 

　　由于采用镁渣配料后,生料的易烧性得到了明显改善,熟料热耗降低,如配煤过多,液相生成较多,会出现底火变软、粘边炼窑等不正常窑情,因此应采取逐步降低配热的原则,开始时应在原配热基础上,降低10%左右为宜,然后再根据窑面情况逐步降低,直至窑情正常。  

　　4.2 适当缩小喇叭口角度 

　　采用镁渣配料后,生料烧失量降低,一般在34%～35%左右。由于全黑生料烧失量降低,生料球与熟料的体积收缩比降低,因而应适当缩小扩大口角度,我厂Φ2.5m×10m机立窑扩大口角度由原来的14°缩小到11.5°,改后底火较稳定,卸料顺畅,煅烧较正常。 

　　4.3 加强立窑煅烧操作 

　　采用镁渣配料后,生料易烧性得到了改善,上火速度加快,底火层厚度变薄。应坚持暗火煅烧,湿料层厚度控制在400～500mm,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,从而达到优质、高产、低耗的目的。 

结语 

　　生产实践证明,采用镁渣配料,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8.8万t的机立窑厂每年可利用镁渣一万多吨,创经济效益近一百万元,并且使镁渣变废为宝,解决了镁渣占用场地、污染环境的问题,是镁渣综合利用的有效途径。