脱硫灰与石膏煅烧水泥熟料硫逸放的研究

　　在实验室电炉静置煅烧条件下,研究了硫酸钙和亚硫酸钙、含亚硫酸钙的脱硫灰和石膏在水泥熟料煅烧过程中硫的逸放。试验结果表明:以相同化学成分的生料在相同温度下煅烧水泥熟料,亚硫酸钙的硫逸放率比硫酸钙低。当煅烧温度为1340℃、生料灼烧基的SO3含量为3.76%时,硫酸钙的逸放率是亚硫酸钙的2.2倍;含亚硫酸钙的脱硫灰在水泥工业中的综合利用已引起人们的关注。脱硫灰用作水泥缓凝剂,存在与水泥熟料种类相适应的问题,含亚硫酸钙的脱硫灰只对部分水泥熟料有缓凝作用[1,2];也有人研究利用脱硫灰煅烧水泥熟料[3]。在水泥生料中加入石膏等含硫物质并低温煅烧,可以制备性能良好的含硫铝酸钙的水泥熟料[4]。利用含硫物质煅烧含硫铝酸钙的水泥熟料,不仅要考虑其水泥性能,还要考虑煅烧过程中硫的逸放。本文研究硫酸钙和亚硫酸钙、含亚硫酸钙的脱硫灰和石膏在水泥熟料煅烧过程中的硫逸放问题。

　　1、试验原料与方法

　　1.1试验原料

　　石灰石、黏土、铁粉、粉煤灰、二水石膏和脱硫灰为工业原料,其化学成分见表1,其中脱硫灰的硫主要以亚硫酸钙形式存在。碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铁、亚硫酸钙和硫酸钙为化学纯药品。

　　1.2试验方法将配好的生料成球烘干,置于硅钼棒高温炉中煅烧。升温到最高温度,保温35min,室温下急冷,制得水泥熟料。

　　2、试验结果分析

　　2.1煅烧过程中硫酸钙与亚硫酸钙的硫逸放率用化学纯药品配制成KH=0.94、SM=2.0、IM=1.56的水泥生料,加入亚硫酸钙制得A系列水泥生料,加入硫酸钙制得B系列水泥生料,分别于1340℃和1400℃下煅烧后,计算其硫逸放率，在相同煅烧温度下,生料灼烧基中SO3含量为2.02%～3.76%时,加入硫酸钙的熟料硫逸放率高于加入亚硫酸钙的熟料。当煅烧温度为1340℃、SO3含量为3.76%时,硫酸钙的硫逸放率是亚硫酸钙的2.2倍。

　　2.2温度和硫含量对水泥生料硫逸放率的影响由表2得出的A系列水泥生料试样于1340℃、1370℃、1400℃和1430℃下煅烧时硫逸放率可以看出,煅烧温度和硫含量是影响亚硫酸钙硫逸放的重要因素。SO3含量为2.77%的相同率值的生料,当其煅烧温度从1340℃增加到1430℃时,硫逸放率从7.58%增加到18.77%;当亚硫酸钙的SO3含量从2.02%增加到3.76%,煅烧温度为1400℃时,其逸放率从7.43%增加到24.20%,增加了2.26倍。

　　2.3煅烧过程中含亚硫酸钙的脱硫灰和石膏的硫逸放率以工业原料分别加入石膏和含亚硫酸钙的脱硫灰,配制SO3含量相同的C系列水泥生料,其率值为KH=0.94、SM=2.0、IM=1.56,于1340℃和1370℃下煅烧,在煅烧水泥熟料过程中,含亚硫酸钙的脱硫灰硫逸放率低于石膏,相同率值、SO3含量同为3.78%的生料,当煅烧温度为1370℃时,石膏的硫逸放率是含亚硫酸钙脱硫灰的1.32倍。因此,利用含亚硫酸钙的脱硫灰煅烧水泥熟料较用石膏更为有利

　　对加入脱硫灰,在1340℃下煅烧所得的水泥熟料进行X射线分析 ，所烧制熟料的主要矿物组成为C3S、C2S、C4A3S和C4AF,即低温煅烧含亚硫酸钙的脱硫灰的生料,可制得含硫铝酸钙的水泥熟料。

　　3结论

　　1)以相同化学成分的生料在相同的温度下煅烧水泥熟料,亚硫酸钙的硫逸放率比硫酸钙低,含亚硫酸钙的脱硫灰的硫逸放率也低于石膏;当静置煅烧温度为1340℃、生料灼烧基的SO3含量为3.76%时,硫酸钙的逸放率是亚硫酸钙的2.2倍。

　　2)煅烧温度和硫含量是影响亚硫酸钙硫逸放的重要因素。率值相同、灼烧基SO3含量为2.77%的生料,当静置煅烧温度从1340℃增加到1430℃,亚硫酸钙的硫逸放率从7.58%增加到18.77%;当煅烧温度为1400℃,生料灼烧基的SO3含量从2.02%增加到3.76%,其逸放率从7.43%增加到24.20%,增加了2.26倍。

　　参考文献:

　　[1]苏达根,袁秀霞,陈康,等.脱硫灰中硫含量测定方法的研究[J].水泥,2006,(11):58-60.
　　[2]苏达根,刘辉敏,朱锦辉,等.烟气脱硫灰对水泥凝结时间的影响[J].水泥,2005,(5):1-4.
　　[3]万建东,方爱民.脱硫灰渣及其在水泥生产中的应用探索[J].江苏建材,1995,(2):16-21.
　　[4]蔡丰礼.利用高铝煤矸石和盐石膏低温烧制阿利特-硫铝酸盐水泥熟料的研究[J].水泥,2001,(6):4-8.