水泥產(chǎn)業(yè)原料工藝培訓(xùn)

1第1頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月2細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌Contents原料概述1水泥生產(chǎn)主要原料2原料處理及要求3原料處理設(shè)備4第2頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月3細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌1原料概述1.1

原料的定義辭海中定義為人們把自然界經(jīng)過開采而獲得的勞動對象稱為原料。自然界自然存在而未經(jīng)人類任何勞動輸入的不能稱為原料。即經(jīng)過人類勞動而取得的勞動對象稱為原料，經(jīng)過二次加工的原料稱為材料。1.2

原料的重要性原料是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、組成及性能提供合適的化學(xué)成分和加工處理過程所需的各種工藝性能。優(yōu)質(zhì)原料是制造高質(zhì)量產(chǎn)品的首要保障。第3頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月4細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌天然原料如：石英、粘土、長石、方解石、鋁礬土、菱鎂礦、白云石等化學(xué)合成原料（化工原料）利用天然礦物以及化學(xué)合成物進行提純或者合成的各種化合物，如氧化物、無機鹽、金屬硫化物、氮族化合物、碳化物等工業(yè)廢渣電石渣、白泥、堿渣、赤泥、煤矸石、粉煤灰等1.3水泥產(chǎn)業(yè)原料分類（按來源分）原料分類（按作用分）在水泥生產(chǎn)中，除了四種主要的原料外，還需要各種不同輔助原料共同生產(chǎn)，確保質(zhì)量。水泥的質(zhì)量取決于生料率值的控制和成分的均齊，制備優(yōu)質(zhì)的水泥需正確合理地選擇和控制原料種類及質(zhì)量。水泥產(chǎn)業(yè)主要的原料分類如下表所示。第4頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月5細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌類別名稱備注主要原料石灰質(zhì)原料石灰石、白堊、貝殼等1t熟料--1.6t干原料黏土質(zhì)原料黏土、黃土、頁巖、粉煤灰等校正原料鐵質(zhì)校正原料硫鐵礦渣、鐵礦石、銅礦渣等生產(chǎn)熟料硅質(zhì)校正原料河砂、砂巖、粉砂巖等鋁質(zhì)校正原料爐渣、煤矸石、鋁礬土等外加劑礦化劑螢石、螢石-石膏、金屬尾礦等生產(chǎn)熟料晶種熟料生產(chǎn)熟料助磨劑亞硫酸鹽紙漿廢液、醋酸鈉等粉磨用燃料固體燃料煙煤、無煙煤我國常用煤液體燃料重油緩凝材料石膏等水泥組分混合材料粒化高爐礦渣、石灰石等水泥組分第5頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月6細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌原料的選用取決于所需水泥制品的組成、性能（基本性能、工藝性能以及使用性能）和成本。組成合格而穩(wěn)定易加工處理工藝性能合適價廉而供應(yīng)穩(wěn)定不易揚塵而無害高、低品位搭配使用1.4

原料的選用原則第6頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月7細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌2水泥生產(chǎn)主要原料2.1鈣質(zhì)原料一、鈣質(zhì)原料的種類及性質(zhì)鈣質(zhì)原料是制造硅酸鹽水泥和石灰的主要原料，也引入CaO成分的主要物質(zhì)，無機非金屬材料工業(yè)常使用的主要鈣質(zhì)原料有：方解石石灰石泥灰?guī)r白堊硅灰石鈣質(zhì)工業(yè)廢渣第7頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月8細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌

方解石的組成與性質(zhì)主要成分：CaCO3理論組成：CaO56%，CO244%雜質(zhì)：有Mg、Fe、Mn（8%以下）等碳酸鹽。一般為乳白色或無色。雜質(zhì)污染時可呈灰白、淡黃、紅褐色等。玻璃光澤，性脆，硬度為3，比重2.6。分解溫度900℃以上。方解石晶體的大小對生料易燒性的影響：CaCO3晶體愈小，分解出的CaO顆粒也愈小，分散度愈大，在相等量熔體條件下，CaO顆粒與熔體的接觸面愈大，故CaO溶解及參與燒成反應(yīng)的數(shù)量愈多，因此其易燒性越好。CaCO3晶體愈大，分解溫度愈高。第8頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月9細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌

石灰石的組成與性質(zhì)化學(xué)成分：主要為CaO、CO2主要礦物：方解石，含白云石、硅質(zhì)、含鐵礦物和粘土質(zhì)雜質(zhì)，是一種具有微晶或潛晶結(jié)構(gòu)的致密巖石。石灰石一般呈塊狀，無解理，常包含生物遺骸，結(jié)構(gòu)致密，性脆，普氏硬度8~10。有白色條痕。密度2.6~2.8g/cm3;耐壓強度隨結(jié)構(gòu)和孔隙率而異，在30~170MPa之間，一般為80~140MPa。

分解溫度一般為800℃。第9頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月10細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌泥灰?guī)r的組成與性質(zhì)泥灰?guī)r是由碳酸鈣和粘土物質(zhì)同時沉積所形成的均勻混合的沉積巖，是一種由石灰?guī)r向粘土過渡的巖石；泥灰?guī)r中CaO大于45%；顏色從黃色到灰黑色；

硬度低于石灰?guī)r，耐壓強度通常小于100MPa。第10頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月11細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌石灰石與泥灰?guī)r的品質(zhì)要求生產(chǎn)質(zhì)量要求：用作生產(chǎn)硅酸鹽水泥原料的石灰?guī)r和泥灰?guī)r，其質(zhì)量要求如下表。第11頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月12細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌白堊的組成與性質(zhì)白堊由海生生物外殼與貝殼堆積而成，主要是由隱晶或無定形細顆粒疏松的碳酸鈣所組成的石灰?guī)r。色白、發(fā)亮的為最純，CaCO3可達90%以上。

白堊易磨性和易燒性均較好。第12頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月13細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌二、鈣質(zhì)原料的作用與品種要求鈣質(zhì)原料化學(xué)組成：CaO、CO2；少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO等雜質(zhì)。主要作用是提供制成無機非金屬材料所需的CaO。水泥生產(chǎn)中的作用在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，鈣質(zhì)原料是燒制硅酸鹽水泥熟料主要原料之一。主要是提供生產(chǎn)熟料礦物所需的CaO。生產(chǎn)1t硅酸鹽水泥熟料通常需要1.2~1.3t干石灰質(zhì)原料。用于燒制硅酸鹽水泥的鈣質(zhì)原料一般為石灰石和泥灰?guī)r。其中方解石的結(jié)晶粒度及石英或燧石的含量對水泥生料的易燒性影響很大。MgO對水泥的安定性影響很大，含量一般低于3%。第13頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月14細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌三、鈣質(zhì)工業(yè)廢渣

以下工業(yè)廢渣均含有相當(dāng)數(shù)量的CaO，可作為天然鈣質(zhì)原料的替代物。電石渣化工廠乙炔車間的廢渣，含水85~95%，10~15μm的顆粒占80%以上，流動性差。主要成分氫氧化鈣。糖濾泥碳酸法制糖的廢渣。主要成分氧化鈣，堿渣氨堿法制堿的廢渣。主要成分為碳酸鈣、氫氧化鎂、氧化鈣。白泥造紙廠的廢渣。主要成分為碳酸鈣。CaO，%SiO2，%Al2O3

，%Fe2O3，%MgO，%燒失量，%65~712~51.5~40.2~0.940.22~1.6822~26注意雜質(zhì)的影響第14頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月15細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌2.2粘土類原料一、粘土類原料的種類及性質(zhì)粘土是多種微細的礦物的混合體。它主要是鋁硅酸鹽巖石經(jīng)長期風(fēng)化而成。

粘土：東北的灰色、灰黃色粘土：南方的紅壤、黃壤

黃土：主要分布在西北、華北

頁巖、粉砂巖：缺少粘土的山部地區(qū)

河泥、湖泥：靠近江河湖海的地區(qū)各種粘土情況千差萬別，但在一定程度上他們或多或少都有可塑性。這種性質(zhì)是指把粘土細粉加水均勻后，可以塑造成各種形狀，干燥后維持形狀不變，并且有一定強度。第15頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月16細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌按成因分：原生粘土：質(zhì)地較純，顆粒稍粗，可塑性較差，耐火度高。次生粘土：顆粒細，雜質(zhì)多，可塑性較好，耐火度差按可塑性分：高塑性粘土：分散度大，多呈疏松或板狀，如膨潤土、木節(jié)土。低塑性粘土：分散度小，呈致密塊狀或石狀，如葉臘石、瓷石等。

按耐火度分：

耐火粘土：耐火度在1580℃以上，雜質(zhì)較少，灼燒后多呈白色、灰色或淡黃色，為瓷器耐火制品的主要原料。難熔粘土：耐火度在1350℃~1580℃，含易熔雜質(zhì)在10%~15%左右，可做炻器、陶器、耐酸制品、裝飾磚及瓷磚的原料。

易熔粘土：耐火度在1350℃以下，含大量的各種雜質(zhì)，多用于建筑磚瓦和粗陶等制品。按主要礦物分類：高嶺石類粘土蘇州土，紫木節(jié)土蒙脫石類粘土遼黑山和閩連成膨潤土伊利石類粘土冀章村土水鋁石類粘土唐山、鞏義礬土第16頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月17細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌二、粘土類原料的組成粘土是含水鋁硅酸鹽的混合體，無固定的化學(xué)組成。化學(xué)成分：SiO2、Al2O3、結(jié)晶水，同時含少量的堿金屬R2O（K2O、Na2O）與堿金屬氧化物（CaO、MgO），以及著色氧化物（Fe2O3、TiO2）等。在自然界中，粘土礦物很少以單礦物出現(xiàn)，經(jīng)常是數(shù)種礦物共生形成的多礦物組合。根據(jù)結(jié)構(gòu)與組成的不同，工業(yè)所用粘土中的主要礦物可分為高嶺石類、蒙脫石類及伊利石類。第17頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月18細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌

高嶺石—最常見的粘土礦物主要組成：Al2O3·2SiO2·2H2O

晶體構(gòu)造式：Al4(Si4O10)(OH)8

晶體呈白色，一般是六方鱗片狀、粒狀、也有桿狀的，二次高嶺土中的粒子不規(guī)則，邊緣折斷，尺寸也小。高嶺土的吸附能力小，遇水不膨脹，可塑性和結(jié)合性較差，雜質(zhì)少，白度高，耐火度高。加熱至400～600℃會排出結(jié)晶水。第18頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月19細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌

蒙脫石以蒙脫石為主要礦物的粘土叫做膨潤土?；瘜W(xué)通式：Al2O3·4SiO2·nH2O(n通常大于2)

晶體構(gòu)造式：Al4（Si8O20）(OH)4·nH2O

蒙脫石呈不規(guī)則細粒狀或鱗片狀，顆粒較小，一般<0.5微米，結(jié)晶程度差，晶體輪廓不清。顏色為白色或淡黃色。比重為2.0～2.5。容易碎裂，顆粒微細，可塑性強，干燥后強度大，但干燥收縮也大。蒙脫石中Al2O3的含量較低，又吸附了其他陽離子，雜質(zhì)較多，因此燒結(jié)溫度低，蒙脫石的離子交換力很強。第19頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月20細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌

伊利石：一種云母類礦物晶體構(gòu)造式：K2（Al，F(xiàn)e，Mg）

4(Si,Al)8O20(OH)4·nH20。結(jié)構(gòu)上，蒙脫石與伊利石類似。電子顯微圖像一般呈帶有尖角的片狀，也有呈邊界圓滑的片狀及板條狀。一般可塑性差、干后強度低，干燥收縮小、燒結(jié)溫度低，一般在800℃左右開始燒結(jié)，完全燒結(jié)在1000～1150℃。第20頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月21細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌二，粘土的顆粒組成顆粒組成是指粘土中含有不同大小顆粒的百分比含量。粘土礦物的直徑一般小于1～2um。顆粒組成對工藝性質(zhì)的影響如下：粘土的細顆粒（<1um的顆粒）愈多則可塑性愈強、干燥收縮大、干燥后強度高，而且燒結(jié)溫度低。片狀結(jié)構(gòu)比桿狀結(jié)構(gòu)的顆粒堆積密度、塑性大、強度高。結(jié)晶程度差的顆?？伤苄砸泊?。測定粘土顆粒大小的方法有顯微鏡，電子顯微鏡，水簸法，混濁度計法，吸附法等。最常用的方法是篩分析（0.06mm以上）與沉降法（1～50um）。第21頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月22細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌

三，粘土的工藝性質(zhì)粘土原料的工藝性質(zhì)主要取決于其化學(xué)、礦物與顆粒組成；粘土的工藝性質(zhì)是工業(yè)生產(chǎn)中合理選擇粘土原料的主要指標(biāo)。

可塑性結(jié)合性離子交換性觸變性膨化性收縮燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍耐火度第22頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月23細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌可塑性：可塑性是指粘土與適量水泥混煉后形成的泥團，在外力作用下，可塑造成各種形狀而不開裂，當(dāng)外力除去以后，仍能保持該形狀不變的性能。可塑性產(chǎn)生的原因：粘土顆粒與水的作用有關(guān)。塑性限度：高，粘土顆粒水化膜厚，工作水分高，干縮大。液性限度：反映與水親和能力大小，高，粘土顆粒細，水中分散度大，不易干燥，濕坯強度低。塑性指數(shù)：粘土能形成可塑泥團的水分變化范圍。大，成型不易受環(huán)境濕度影響與磨具的影響小，厚化度大，滲水性強，便于壓濾榨泥。粘土坯料與可塑性關(guān)系第23頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月24細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌結(jié)合性：結(jié)合性：它是指粘土能結(jié)合非塑性原料形成良好的可塑性泥團、有一定干燥強度的能力。結(jié)合性與可塑性的關(guān)系：一般情況下，可塑性強的粘土，其結(jié)合性也大。粘土的結(jié)合性的檢測：通常以能夠形成可塑性泥團時所加入標(biāo)準(zhǔn)石英砂（顆粒組成為：0.25～0.15毫米70%，0.15～0.09毫米30%）的數(shù)量及干后抗折強度來反映。第24頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月25細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌離子交換性：離子交換性：粘土粒子由于表面層的斷鍵和晶格內(nèi)部離子的不等價置換而帶電，它能吸附溶液中的異性離子，這種被吸附的離子又可被其他離子所置換。離子交換能力的表述：離子交換能力的大小可用離子交換容量，即pH=7時每100g干粘土所吸附的陽離子或陰離子的毫摩爾數(shù)來表示。影響因素：與粘土的種類、帶電機理、結(jié)晶度和分散度等因素有關(guān)，且對粘土泥料的各種工藝性質(zhì)有一定的影響。第25頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月26細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌觸變性：觸變性：粘土泥漿或可塑泥團在靜置以后變稠或凝固，當(dāng)收到攪拌或振動時，粘度降低而流動性增加，再放置一段時間后又能恢復(fù)原來狀態(tài)，這種性質(zhì)稱為觸變性。觸變性的表述：—厚化度。泥漿厚化度指泥漿放置30min和30s后相對粘度之比。泥漿厚化度=η30min/η30s可塑性泥團的厚化度：則指靜置一定時間后，球體或圓錐體壓入泥團達一定深度時剪切強度增加的百分?jǐn)?shù)。泥團的厚化度=（Pn-Po）/Po在水分不變動的情況下，粘土泥料的觸變性隨時間的變化是不均勻的；開始時粘度增加較快，以后變化緩慢。在一定的含水量范圍內(nèi)，觸變性出現(xiàn)最大值。第26頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月27細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌膨化性膨化性：粘土加水后，體積在不同程度上有所增加，這種性質(zhì)稱為膨化性。產(chǎn)生膨化的原因：粘土顆粒層間吸水膨脹和顆粒表面水膜形成所致。膨化性能：通常用膨脹容來反映粘土的膨化性能。它是指粘土在水溶液中吸水膨脹后，單位重量（克）所占的體積（厘米3）。收縮

粘土和坯料的收縮分三種：干燥收縮、燒成收縮和總收縮。

干燥收縮：粘土經(jīng)110℃干燥后，由于自由水及吸附水排出所引起的顆粒間距離減小而產(chǎn)生的體積收縮，稱為干燥收縮。

燒成收縮：干燥后的粘土經(jīng)高溫煅燒，由于脫水、分解、融化等一系列的物理化學(xué)變化而導(dǎo)致的體積進一步收縮，稱之為燒成收縮。第27頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月28細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌線收縮S1可按下式計算：S1=（L0-L1）/L0×100%式中：L0——試樣的原始長度；L1——試樣干燥后或燒成后的長度。體積收縮Sv可用下式計算：Sv=（V0-V1）/V0×100%式中：V0——試樣的原始體積；V1——試樣干燥后或燒成后的體積。

粘土試樣的總收縮St與干燥線收縮Sld與燒成線收縮Slf之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如下：Slf=(St-Sld)/(100-Sld)×100%

注意：上述性能如可塑性、離子交換性、膨脹性等與生料成球有關(guān)，在濕法生產(chǎn)中是需要考慮的粘土性能，現(xiàn)在國內(nèi)水泥企業(yè)普遍采用新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)，上述性能的影響變得輕微了。第28頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月29細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍

T1-開始燒結(jié)溫度

T2-完全燒結(jié)溫度

T3-軟化燒結(jié)溫度燒結(jié)范圍：是指完全燒結(jié)溫度T2與軟化溫度T3之間的溫度范圍。粘土加熱過程中氣孔率和收縮率的變化

1.氣孔率；2.收縮率第29頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月30細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌耐火度耐火度：是指材料在高溫作用下達到特定軟化程度時的溫度。它反映了材料抵抗高溫作用的性能。

粘土的耐火度主要取決于化學(xué)組成。第30頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月31細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌四，粘土質(zhì)工業(yè)廢渣某些工業(yè)廢渣（如：赤泥、粉煤灰、煤矸石等）其化學(xué)成分與粘土接近，因此，它們可替代天然粘土做硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn)的原料。

使用工業(yè)廢渣時要注意其充分的波動。部分粘土質(zhì)工業(yè)廢渣的化學(xué)成分（%）名稱LOSSSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2R2O赤泥7~12.218.1~22.45.3~7.28.3~12.542.5~50.62.0~3.92.0~2.92.4~2.7煤矸石12.7557.2425.241.861.920.53--17.2954.8820.474.840.901.01--粉煤灰3.2552.5220.817.834.550.870.591.1911.5045.5035.004.602.000.600.30-第31頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月32細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌主要的粘土質(zhì)工業(yè)礦渣的性能及用途表第32頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月33細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌五，粘土質(zhì)原料的作用在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中的作用：

粘土主要提供生成熟料礦物所需的SiO2、Al2O3以及Fe2O3等成分。通常生產(chǎn)1t水泥熟料需要0.3～0.4t粘土質(zhì)原料。原料的主要要求：粘土質(zhì)原料的SiO2與Al2O3和Fe2O3之和之比為2.5～3.5；通常粘土應(yīng)盡量不含碎石、卵石；粗砂小于5%應(yīng)控制粘土中的堿含量；小于4%粘土中氧化鎂含量應(yīng)小于3%；粘土的工藝性能對水泥生產(chǎn)影響較大。第33頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月34細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌2.3石英類原料一、石英的組成及分類

石英化學(xué)成分為SiO2，少量雜質(zhì)成分，如Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2等。這些夾雜礦物主要有碳酸鹽（白云石、方解石、菱鎂礦等）、長石、金紅石、板鐵礦、云母、鐵的氧化物等。此外，尚有一些微量的液體和氣態(tài)包裹物。主要分類：水晶：最純的石英晶體稱為水晶。不作硅酸鹽原料使用。脈石英：SiO2含量高（SiO2>99％），雜質(zhì)少。第34頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月35細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌石英巖（硅石）：石英巖含有一定量的雜質(zhì)，SiO2含量為97％左右。硬度高，不易粉磨。砂巖:

是由粘土或其他物質(zhì)膠結(jié)細粒二氧化硅晶體的水成巖石稱為砂巖。SiO2含量<95％石英砂：石英砂又稱硅砂，質(zhì)地純凈的硅砂為白色，一般硅砂因含有鐵的氧化物和有機質(zhì)，故多呈淡黃色、淺灰色或紅褐色。第35頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月36細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌二，石英在加熱過程中的晶型轉(zhuǎn)變石英是由[SiO4]4-互相以定點連接而成的三維空間架狀結(jié)構(gòu)。以共價鍵連接，空隙很小其他離子不易侵入網(wǎng)穴中，致使晶體純凈，硬度與強度高，熔融溫度也高。二氧化硅有許多結(jié)晶型態(tài)和一個玻璃態(tài)。按照[SiO4]4-的連接方式，石英有三種存在狀態(tài)：

870℃以下：石英

1713℃以下：方石英

1470℃以下：鱗石英超過1713℃變?yōu)槿廴趹B(tài)石英最常見的晶態(tài)是：α-石英、β-石英；α-鱗石英、β-鱗石英、γ-鱗石英；α-方石英、β-方石英。第36頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月37細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌第37頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月38細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌三，石英原料的作用水泥生產(chǎn)中的作用在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，當(dāng)氧化硅含量不足時，需摻加硅質(zhì)校正原料。常用的有砂巖、河砂、粉砂巖等。一般要求硅質(zhì)校正原料的氧化硅含量為70~90%，含量超過90%難以粉磨與煅燒。高溫下石英部分地溶解于液相中，增加熔體的粘度，而未溶解的石英顆粒構(gòu)成坯體的骨架，減少變形的可能。第38頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月39細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌2.4長石類原料一、長石的種類與性質(zhì)長石是一族礦物的總稱，是架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)成分為不含水的堿金屬與堿土金屬鋁硅酸鹽，主要是鉀、鈉、鈣和少量含鋇的鋁硅酸鹽，有時含有微量的銫、銣、鍶等金屬離子。第39頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月40細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌主要分類：正長石：指解理面交角為90°（正角）的長石，屬單斜晶系，成分上是鉀長石或鉀鈉長石。是最重要礦物斜長石：鈉長石與鈣長石的互熔物，一般含鈣長石在10%以下的稱為鈉長石，含鈉長石在10%以下的稱為鈣長石，這中間比例的互熔物統(tǒng)稱為斜長石。斜長石外觀為白色或淺灰色，比重2.62～2.76，硬度為6。掌握長石類原料的三元相圖及反應(yīng)原理，對于指導(dǎo)水泥工業(yè)生產(chǎn)、分析產(chǎn)品質(zhì)量及問題提供有力的理論支撐。第40頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月41細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌2.5水泥生產(chǎn)用煤煤在新型干法水泥生產(chǎn)中兼具燃料與原料的作用。作為燃料，煤為分解爐內(nèi)碳酸鹽分解和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料燒成提供熱源；作為原料，煤灰沉落、混合在生料中成為熟料一部分。其中主要的問題主要有以下幾個方面：煤的發(fā)熱量及燃燒特性水泥生產(chǎn)用煤要求硫在新型干法水泥生產(chǎn)中的作用第41頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月42細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌一、煤的發(fā)熱量及燃燒特性

煤粉燃燒發(fā)熱速率決定了碳酸鹽速率；另外，煤炭燃燒速度決定了煤粉燃燒完全（燃燼）需要的時間，如果煤粉不能在分解爐中燃燼，帶到預(yù)熱器管道中繼續(xù)燃燒發(fā)熱造成局部高溫，生料熔融后粘附在管道上就產(chǎn)生結(jié)皮堵塞。

煤炭燃燒特性就是煤炭的燃燒速度，常用著火指數(shù)和燃燼指數(shù)衡量，著火快、燃燼率高的煤炭能在分解爐中及時燃燒完全，避免未燃燼的煤粉在預(yù)熱器系統(tǒng)中繼續(xù)燃燒造成結(jié)皮堵塞；燃燒特性合理的煤粉，還有利于在窯頭產(chǎn)生合理的火焰溫度和形狀，避免熟料燒成不良或結(jié)圈發(fā)生。水泥廠普遍根據(jù)煤炭揮發(fā)分（Vad）判斷煤炭燃燒特性，但水泥廠常常發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)分相同的煤炭實際燃燒特性差別很大；同一煤炭，不同細度，其燃燒特性差別也很大。第42頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月43細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌二、水泥生產(chǎn)用煤要求

煤的發(fā)熱量：發(fā)熱量高低直接影響到窯內(nèi)溫度的高低，進而影響到C3S的生成，為保證窯內(nèi)溫度在1450℃，要求煤炭應(yīng)有較高的發(fā)熱量。

煤的揮發(fā)分：當(dāng)使用回轉(zhuǎn)窯時，為保證煤粉的順利著火和足夠的燃燒強度，一般要求Vd=18～30%之間；當(dāng)采用立窯生產(chǎn)水泥時，因揮發(fā)分的析出是在缺氧條件下進行的，因此為減少q3的熱損失，需燃用低揮發(fā)分的煤，以Vd<10%為宜。第43頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月44細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌二、水泥生產(chǎn)用煤要求煤的灰分：灰分對水泥熟料鍛燒的影響沒有發(fā)熱量和揮發(fā)分那么大，特別是立窯的鍛燒過程，可把入窯前的生料還應(yīng)視為一種高灰分的煤炭。這是因為水泥熟料與煤灰的化學(xué)成分基本相同，只是各種組分不一樣。

對回轉(zhuǎn)窯，若灰分太高，一方面會降低煤的發(fā)熱量，另一方面因煤粉燃燒后產(chǎn)生的煤灰飛落到熟料中會影響到熟料的質(zhì)量。供煤粒度d<6～13mm或選用d<13～25mm的混煤。供煤水分MT,ar<10%；灰熔點ST>1250℃。第44頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月45細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌三、硫在新型干法水泥生產(chǎn)中的作用

煤中硫含量的波動對新型干法水泥生產(chǎn)影響很大。作為原料，煤灰是熟料的一部分，煤中硫直接影響生料易燒性和熟料強度。

一方面，適量硫的存在有助于改善生料易燒性、改善熟料強度。同時，在無旁路放風(fēng)的情況下，鉀、鈉、氯、硫不斷揮發(fā)、冷凝，如果硫和堿反應(yīng)平衡后還有過剩硫存在，過剩硫在窯中循環(huán)也會引起結(jié)皮，且結(jié)皮主要成分為硫酸鈣和硫硅酸鈣（2C2S?CaSO4）形成的致密層，很難清除；如果硫堿比太低也會形成以碳酸堿為主的堅硬窯皮。所以，控制生料中SO3是十分重要的。

參考國外經(jīng)驗，對揮發(fā)性組分的控制范圍為：

生料中：K2O+Na2O<1%;Cl-<0.015%第45頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月46細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌2.6其他原料水泥工業(yè)生產(chǎn)中，還需引入其他輔助原料及矯正原料，如下所示，其中最重要的是鐵質(zhì)原料及鋁質(zhì)原料。鐵質(zhì)原料鋁質(zhì)原料硅質(zhì)校正原料氧化鋇原料輔助原料其他化工原料第46頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月47細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌鐵質(zhì)原料鐵質(zhì)原料可分為兩類：一類是天然鐵礦石；另一類是化工產(chǎn)品及其副產(chǎn)品。常用的鐵質(zhì)校對原料有硫酸渣（硫酸廠的工業(yè)鷹渣）、銅礦渣（工業(yè)廢渣）、低品位的鐵礦石。硫酸渣重要成分為Fe2O3，含量大于50％，為紅褐色粉末含水量較大，對貯存、卸料均有肯定影響。目前有的廠用鉛礦渣或銅礦渣替代鐵粉，不只可用做校對原料，而且其中所含氧化亞鐵能下降燒成溫度和液相粘度，可起礦化劑作用。

主要作用：在水泥工業(yè)生產(chǎn)中：當(dāng)粘土原料中的氧化鐵含量不足時，需要使用鐵質(zhì)校正原料。滿足熟料礦物組成的要求，同時降低燒成溫度和液相粘度，促進熟料煅燒。鐵質(zhì)原料中的氧化鐵含量應(yīng)大于40%。第47頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月48細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌鋁質(zhì)原料鋁制原料主要用以生產(chǎn)高鋁水泥、高鋁陶瓷及高鋁質(zhì)耐火材料等。常用的鋁制原料主要有以下幾種：鋁礬土

主要成分：Al2O3。礦物組成：一水鋁石α-Al2O3·H2O，一水軟鋁石γ-Al2O3等一水型礦物；或三水鋁石Al2O3·3H2O等。氧化鋁與氫氧化鋁氧化鋁生物陶瓷、95氧化鋁瓷、99氧化鋁瓷，常用高純氧化鋁；在玻璃生產(chǎn)中，采用氫氧化鋁比采用氧化鋁容易煉制。硅線石族礦物硅線石族礦物包括硅線石、藍晶石和紅柱石三種同質(zhì)異形體。其化學(xué)式均為Al2O3·SiO2。第48頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月49細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌引入氧化鋇的原料氧化鋇BaO：由硫酸鋇和碳酸鋇引入。氧化鋇的作用在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，BaO可以穩(wěn)定β—C2S。含鋇原料都有毒性，使用時要注意。在實際生產(chǎn)中，企業(yè)根據(jù)情況自主決定是否使用。（一般較少使用）硅質(zhì)矯正原料常用的硅質(zhì)矯正原料硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂巖、粉砂巖等。其中砂巖，河砂中結(jié)晶SiO2多，難磨難燒，盡量不用，風(fēng)化砂巖易于粉磨，對煅燒影響小。第49頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月50細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌3原料處理及要求3.1原料處理工藝水泥工業(yè)生產(chǎn)中，為了后續(xù)工序的順利進行，應(yīng)對所采用的原、燃料進行必要的預(yù)處理。這其中主要的處理依次為：儲存預(yù)均化破碎烘干均化稱量運輸?shù)?0頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月51細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌第51頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月52細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌3.2原料的儲存在進行水泥廠儲存設(shè)計時，首先要確定各種物料的儲存期，依據(jù)物料平衡表中每天需要的物料量計算各種物料需要的儲存量。而后，選擇儲存方式:必須用圓庫儲存的，有生料、水泥和烘千后的某些物料;宜用料棚儲存的有濕鐵粉、濕粘土、濕煤等;以大塊運輸進廠的石灰石以及石膏等可以存放在譽天堆場;而破碎后的石灰石，則宜儲存于圓庫。最后再選擇和確定儲庫的型式、規(guī)格和數(shù)量。

各種物料儲存期應(yīng)根據(jù)工廠規(guī)模、生產(chǎn)方法、窯型、物料來源、物料性能、運輸方式、儲庫型式、工廠控制水平、市場因素等具體情況確定。

第52頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月53細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌原料和燃料的儲俘期應(yīng)考慮外部運輸條件。當(dāng)石灰石和粘土為自備礦山，由本廠自行運輸而且運輸距離又較近時，其儲存期可考慮短些。為外購石灰石，運輸距離較長，則儲存期應(yīng)長些。煤、鐵粉、石膏和混合材，往往運輸距離較長且不能均衡供應(yīng)，其儲存期應(yīng)更長些。

(1)氣候影響：在多雨地區(qū)，含濕量較大的粘土原料，要有較長的儲存期。同時由于含濕量降低，烘千的能量消耗也相對地有所減少。

(2)設(shè)備檢修：生產(chǎn)過程中某一環(huán)節(jié)的設(shè)備進行檢修，這一環(huán)節(jié)的生產(chǎn)將暫時中斷，貯存一定的物料，就能使下道工序不受上道工序停產(chǎn)檢修的影響而繼續(xù)正常生產(chǎn)。

(3)質(zhì)量控制要求：為保證產(chǎn)品質(zhì)量，生料、熟料和水泥都要按要求進行物理、化學(xué)的檢驗。因此，必須儲存足夠的物料量，滿足檢驗工作所需要的天數(shù)。第53頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月54細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌3.3原料的破碎與粉碎

粉碎定義與分類：以外力克服固體物料質(zhì)點間結(jié)合力而使物料幾何尺寸減小的過程。根據(jù)粉碎前后物料尺寸減小的程度分為破碎、粉碎和超細粉碎三個階段，如下所示：

破碎的定義：破碎是對塊狀固體物料施用機械方法，使之克服內(nèi)聚力，分裂為若干碎塊的作業(yè)過程。作用：減小塊狀物料的粒度，以便后續(xù)粉磨。粒度直接影響生產(chǎn)控制和產(chǎn)品質(zhì)量。第54頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月55細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌原料的破碎與粉碎露天礦給料：1500~1000mm，產(chǎn)品：250~125mm

粗碎：給料：600~350mm，產(chǎn)品：200~125mm

破碎

中碎給料：250~125mm，產(chǎn)品：50~25mm

細碎給料：50~25mm，產(chǎn)品：10~2.5mm

粉碎

粗磨給料：10~2.5mm，產(chǎn)品：2~0.5mm粉磨中磨給料：2~0.5mm，產(chǎn)品：＜75μm占70~80%

細磨給料：中磨產(chǎn)品，產(chǎn)品：＜45μm占90~95%

超細粉碎微粉碎給料：細磨產(chǎn)品，產(chǎn)品：＜15μm占85~97%

超微粉碎給料：微粉碎產(chǎn)品，產(chǎn)品：＜2μm占90~99%第55頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月56細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌粉碎的施力方式壓碎擠壓力作用，主要用于，適用于硬質(zhì)和大塊物料；擊碎受沖擊力作用，主要用于粗、中、細碎及粉磨，適于脆性物料；磨削工作面或物料間摩擦力作用，主要用于粉磨，適用于各種物料；彎折彎曲力作用，主要用于粗、中碎，適用于堅硬物料；劈碎劈力作用，主要用于中、細碎，適用于韌性和脆性物料。五、粉碎比粉碎前物料尺寸與粉碎后物料尺寸的比值，稱為粉碎比。當(dāng)采用多臺粉碎機械串聯(lián)作業(yè)時，總粉碎比等于各段粉碎比連乘積。第56頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月57細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌3.4原料的均化預(yù)均化的意義：1.均化原料成分，減少質(zhì)量波動，穩(wěn)定生產(chǎn)2.擴大礦山資源的利用，放寬礦山開采的質(zhì)量控制要求，降低開采成本3.可對不同組分的原料預(yù)配料采用預(yù)均化技術(shù)的條件：CaCO3的波動R<5％：表示原料均勻性較好，不需均化；R=5～10％：原料均勻性一般，視情況而定R>15％：原料均勻性差，必須采用預(yù)均化要求預(yù)均化后的成分波動范圍控制在±1％第57頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月58細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌原料的均化預(yù)均化堆場的布置形式及堆取料方式一、堆場的布置形式1.矩形預(yù)均化堆場直線布置：堆料機、取料機易布置，不需轉(zhuǎn)化臺車，多采用平行布置：設(shè)中轉(zhuǎn)臺車，回轉(zhuǎn)式或雙臂式堆料機，較少采用

2.圓形預(yù)均化堆場原料由進料機送到堆場中心，由可繞中心360°回轉(zhuǎn)的懸臂式帶堆料機堆料。料堆為圓環(huán)，其截面是“人”字形料層。取料一般都用橋式刮板取料機，可回轉(zhuǎn)360°，取出的物料經(jīng)刮板送到堆場中心卸料口，由地溝內(nèi)的出料機運走。第58頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月59細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌原料的均化矩形和圓形堆場的比較比較項目矩形預(yù)均化堆場圓形預(yù)均化堆場占地面積較大較矩形減少30%～40%工藝平面布置進出料方向有所限制不利于靈活布置。進出料方向隨意，布置靈活投資費用設(shè)備費用多，土建投資亦較多設(shè)備、土建投資較低均化效果由于每個料堆的堆端和每個料堆之間的成分差異，影響均化效果，成分波動不連續(xù)取料層數(shù)大于堆料層數(shù)，因此均化效果好，堆、取料連續(xù)進行，物料成分的波動不會產(chǎn)生突變。設(shè)備利用率只有在料堆被取或堆完料后，換堆作業(yè)才能開始。因此如堆、取料周期控制不好，會影響設(shè)備的利用。堆取料機能分別的連續(xù)工作，設(shè)備利用率高。生產(chǎn)操作由于堆、取料分別分堆作業(yè)，操作上有所不便。堆取料機連續(xù)圍繞中心立柱回轉(zhuǎn)，操作方便，利于自動化控制?？蓴U展性可在長度方向擴展無法擴展第59頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月60細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌布料取料形式比較1、人字型布料人字形堆料的優(yōu)點：堆料的方法和設(shè)備都較簡單，可取得較好的化效果，因此這種方法使用得最普遍。主要缺點：物料顆粒離析比較顯著，堆料兩側(cè)及底部集中了大塊物料而料堆中上部分多為細粒。2、波浪型布料法波浪形堆料法的優(yōu)點：均化效果好，特別是當(dāng)物料顆粒相差較大（如0~200mm），或者物料的成分在粒度大小不同的顆粒中差別很大的情況下，效果比較顯著。缺點：堆料點要在整個堆場寬度范圍內(nèi)移動，堆料機必須能夠橫向伸縮或回轉(zhuǎn)，設(shè)備價格貴，操作比較復(fù)雜，所以此法一般僅限于少數(shù)物料。第60頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月61細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌布料取料形式比較3、水平層堆料法這種堆料發(fā)優(yōu)點是，可以完全消除顆粒離析作用，每層內(nèi)部也比較穩(wěn)定。缺點是，堆料機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作也不簡單，一般都用于多種原料混合配料的堆場。4、橫向傾斜層堆料法這種堆料機可以采用耙式堆取料合一的設(shè)備，因此在設(shè)備價格上特別便宜。這也可以說是其優(yōu)點。但這種堆料法的顆粒離析現(xiàn)象比人字形堆料法更嚴(yán)重，大塊顆粒幾乎全落到料堆底部，均化效果是很不理想的。所以這種堆料法只能應(yīng)用于那些對均化要求不高的原材料。第61頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月62細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌62取料方式不同的堆料，有待于最適當(dāng)?shù)娜×戏绞胶拖鄳?yīng)的設(shè)備。只有這樣才能獲得預(yù)期的均化效果。預(yù)均化堆場有三種取料方式：1.端面取料取料機從料堆的一端，包括圓形堆料的截面端開始，向另一端或整個環(huán)形料堆推進。取料是在料堆整個橫斷面上進行的，最理想的取料就是同時切取料堆端面各部位的物料，循環(huán)前進。最適用于人字形、波浪形和水平層的堆料。2.側(cè)面取料取料機從料堆的一側(cè)從一端至另一端沿料堆縱向往返取料。這種取料方式不能同時切取截面上各部位的物料，只能在側(cè)面沿縱長方向、一層層刮取物料，因此最適用于橫向傾斜層堆料。這種取料的方式一般都采用耙式取料機，又名鏈?zhǔn)桨胰×蠙C。3.底部取料在堆料底部設(shè)有縫形倉的矩形均化庫，可以在底部取料。這種取料方式要求堆料方式是縱向傾料層或圓錐形料堆，只有這種堆料，沿底部縱向取料才能切取所有料層。這種取料方式的均化效果也顯然不如端面取料。底部取料都采用葉輪式取料機。第62頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月63細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌63第63頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月64細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌64第64頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月65細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌3.5煤粉的破碎與粉磨煤粉的制備過程是指從原煤倉、喂料控制、烘干粉磨、收塵到煤粉倉等生產(chǎn)貯存環(huán)節(jié)。其簡要的生產(chǎn)流程如下：原煤破碎機煤預(yù)均化堆場原煤倉喂煤計量控制煤粉烘干粉磨煤粉倉煤粉輸送分別到窯和分解爐燃燒器。第65頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月66細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌3.6原料處理的其他工藝原料干燥為了控制水分，保證配料的準(zhǔn)確、原料的儲存，以及后續(xù)工序的順利進行。干燥的方法主要有兩種，即自然干燥與強制干燥。一般以強制干燥為主。原材料的水分主要來自三個方面：一是天然水——來自開采；二是在運輸與堆放過程中雨雪的侵蝕；三是在原料加工過程中添加的水。第66頁，課件共74頁，創(chuàng)作于2023年2月67細節(jié)決定品質(zhì)品質(zhì)鑄就品牌原料篩分篩分：篩分有感篩和濕篩兩種。干篩的篩分效率主要取決于物料濕度、物料相對于篩網(wǎng)的運動形式以及物料層厚度。濕篩的篩分效果主要取決于料將的稠度和粘度。原料除鐵原料中含鐵雜質(zhì)可分為金屬鐵，氧化物與含鐵礦物。這些含鐵雜質(zhì)或者來自原礦，或者來自制備過程中設(shè)備的磨耗?；瘜W(xué)除鐵法：

濕法：