分磨砂岩粉与石灰石粉配置生料粉技术应用实践

　　一、前言

　　江西亚东水泥公司拥有储量丰富的低硅砂岩矿山，然而大部分为硬质结晶硅，邦德功研磨指数偏高达到19kWh/t，较难研磨，以前与石灰石、粘土、钢渣混合研磨成生料，砂岩中的石英结晶(游离SiO₂含量在55-60%)多数为较粗的颗粒，此种生料易烧性差且熟料游离石灰(f-CaO)容易超限对质量不利。为降低生料磨电耗、改善生料易烧性，江西亚东水泥公司采用创新与突破的思路，将硬砂岩单独研磨至较细且比表面积较高的砂岩粉增加其中石英结晶(SiO₂)的反应活性，而石灰石粉(即石灰石、粘土、与钢渣混合研磨而得)则因为会在分解炉中脱酸成多孔微粒，故可以磨得较粗一些。再依指定配比将砂岩粉与石灰石粉配制混合均匀成生料后入生料库均化储存。如此可以促进氧化硅(SiO₂)与氧化钙(CaO)颗粒之间在窑中的固态扩散反应速率，提升了硅酸三钙(C₃S)的活性，对熟料强度与烧成均有利.

　　二、试验室研究与论证

　　亚泥(中国)技术部品管及研发处在实验室内将江西亚东使用的石灰石、粘土、钢渣单独研磨出75μm 筛余不同细度的石灰石粉，单独研磨不同细度的砂岩粉，按不同的细度进行组合配置成生料，在实验高温电炉试烧成熟料，同时检验比较各种实验熟料的强度、物理性质、晶相与矿物分析等。在半年多时间内通过100多次反复试烧试验最终得出砂岩粉与石灰石粉细度控制理想目标，为江西亚东水泥公司改造3#及4#生产线生料磨的砂岩粉与石灰石粉分磨系统做好前期实验基础工作。

　　三、生料磨制程改造

　　根据实验室研发与可行性分析结果，在2012年1-11月期间共投资人民币约1275万元进行3#及4#生料磨分磨砂岩粉与石灰石粉配制生料系统的改造工作，砂岩单独粉磨系统利用现有4#立磨系统，只新建2500吨的砂岩粉库两座、砂岩粉进出库系统、砂岩粉配料计量系统、砂岩粉与石灰石粉计量后经垂直螺运机的混合搅拌系统、3#及4#生料交叉入库支援系统等，其它设备可以共享，此项工程由亚泥（中控）技术研发部自行设计，不需要增加磨机，只增加部分附属设备，大幅度节约投资成本。

　　分磨砂岩粉与石灰石粉配制生料制程将砂岩单独入生料磨研磨，75μm筛余细度控制更细，其成品入砂岩粉库储存；粘土、钢渣、石灰石三种原料按配比混合入生料磨研磨，75μm筛余控制比一般水泥厂较粗；石灰石粉研磨后的半成品再与研磨好的砂岩粉按配比进行搅拌混合，混合好的生料再入生料库储存与均化。

　　分磨砂岩粉后， 3#、4#生料中严重影响生料易烧性的砂岩粗颗粒(大于125μm筛余为0%)已完全消除，使二氧化硅(SiO₂)的细度更细，改善了生料的颗粒级配与均匀性，生料易烧性得到大幅提升。　　

　　四、分磨技术应用成果

　　1.熟料烧成状况及单位产量获得改善

　　采用分磨工艺后， 3#、4#窑生料易烧性提高，旋窑熟料烧成及窑尾烟室结料情况较以前明显改善，。3#窑熟料产量由平均5350t/d提升至5500t/d， 4#窑熟料产量由平均5500t/d提升至5700 t/d，每套窑熟料提产达150～200t/d。

　　2.熟料质量获得提升

　　3#、4#窑熟料饱和系数(KH值)增加至0.92，硅酸率(SM)下降至2.58，熟料水泥3天抗压强度提升约1MPa达到33 MPa，28天抗压强度提升约2MPa达到60 MPa。

　　3.单位电耗获得降低

　　3#4#生料磨采用分磨流程单位电耗与混合研磨电耗基本持平，但由于生料易烧性得到改善， 3#、4#窑熟料烧成工段平均单位电耗降低0.5 kWh/t至23.1～23.9kWh/t

　　4.政府评审

　　2013年8月江西省科技厅组织专家对本项目进行评审，将江西亚东分磨砂岩粉与石灰石粉配制生料工艺项目评为“江西省节能减排科技示范项目”，成为江西省唯一获此殊荣的水泥企业。

　　五、结束语

　　1.硬质石英硅难磨难烧，分开粉磨理论研究在国内外资料早有报道，但水泥企业进行实际生产流程改造及取得成果在国内外很少有论文发表，江西亚东水泥公司经过试验室论证，自行设计开发分磨生产流程，针对硬质砂岩采用分开粉磨，控制合理细度，砂岩中粗颗粒石英硅对熟料煅烧影响变小，旋窑熟料产量和品质得到提高，每年产生经济效益1400余万元,大幅提升了公司综合竞争力。

　　2.江西亚东水泥公司新扩建二条6000t/d短窑生产线于2013年9月底及2014年元月底分别投产，采用了更优化的分磨工艺，旋窑产量提升到了7200t/d，目前正逐步提高生料磨产量，期望通过分磨工艺改善生料易烧性，二条生产线熟料产量提高到7500t/d。