在以山奇水秀而闻名于天下的千岛湖畔,原有一家临湖化工厂生产硫磺,因其残渣倒往湖内,使湖水遭受污染,该厂被责令停产,但已留下数十万吨残渣──硫磺渣堆出湖面,继续侵蚀千岛湖水源。为减少硫磺渣对环境的危害,同时又使其能得到充分利用,笔者于1996年确定了以硫磺渣替代铜渣作铁质原料配制水泥生料的课题,着手试验并取得成功。 1 硫磺渣的性能 1.1 硫磺渣的物理性能 硫磺渣呈淡黄色,颗粒在20~50mm之间,较均匀,易磨性比铜渣好。 1.2 硫磺渣的化学成分 经取样分析,硫磺渣主要成分是:SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3等,大部分含有类似粘土的矿物质,各组分含量基本趋于稳定,与原使用的铜渣相比,化学成分相差较大(见表1),SiO2、SO3含量较高,Fe2O3含量相对较低。 表1 铜渣、硫磺渣化学成分对比(%) 试样
2 生产试验 (1)从表1硫磺渣的化学成分可知:用其配料,不仅可替代铁质校正原料,而且可替代部分粘土质原料,同时它含有一定量的SO3及钒等微量元素,能与萤石起到复合矿化效果。笔者根据某厂工艺条件确定的生料率值为:KH=0.940±0.02,n=2.10±0.1,P=1.20±0.10,熟料热耗:3550kJ/kg熟料。 (2)用硫磺渣配料与用铜渣比,生料成分无明显变化(见表2),但配煤量减少约1.5%,这是因为:硫磺渣已经过一次热分解,本身不需再分解,可节约相应的热量。同时它所含的SO3和微量元素具有很好的矿化作用,能降低烧成温度。 表2 生料化学成分对比(%) 试样
(3)用硫磺渣配制的生料,成球质量有所下降,原因是硫磺渣本身可塑性较差,用它配料后,又减少3.0%以上的页岩,使生料塑性受到影响,从而导致成球质量的降低。在明火操作时,窑内炸球表现尤为突出。为此,对煅烧方法作了调整,由浅暗火操作改为保持湿料层厚度在30~50cm的暗火操作。熟料化学成分、矿物组成与用铜渣对比见表3。熟料物理能对比见表4。 表3 熟料化学成分(%)、率值及矿物组成对比(%) 试样
表4 熟料物理性能对比 试样 (%) (%) (h:min) (h:min) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa)
3 试验分析 经过一系列对比试验表明,以硫磺渣替代铜渣作铁质原料配制水泥生料具有以下几方面的特点。 (1)硫磺渣含有5.0%~6.0%的SO3,在煅烧过程中可与萤石起到良好的复合矿化作用,能降低烧成温度。从表2可知:生料配煤量由11.4%减少到9.9%,机立窑产量可提高0.5~1t/h。 (2)由于矿化效果好,熟料中fCaO含量明显减少。从表3可知,fCaO减少1.11%,改善了熟料安定性,试验结果统计:用硫磺渣后,熟料1d安定性合格率达到79.6%,出磨水泥一次安定性合格率100%。 (3)熟料各龄期抗压强度可提高7MPa(见表4)。 (4)熟料SO3含量由0.5%增加到1.2%左右,磨制水泥时,外加石膏掺量可降低1.5%~1.8%。 4 工艺控制 4.1 配热 由于矿化效果与双掺相同,配热不当极易造成窑情的恶化,须密切观察和掌握窑温变化对煅烧与操作的影响规律。根据不同的窑型、风机及其它的工艺参数在实践中寻找出一个与之相适宜的烧成热耗。 4.2 生料均化 应特别注意加强生料的均化,生料0.20mm筛筛余须严格控制在1.0%以下。 5 经济效益分析 (1)笔者在某厂时,硫磺渣到厂价59.0元/t,铜渣价138.0元/t,约2t硫磺渣替代1t铜渣,成本基本持平,但用硫磺渣配料,页岩用量减少3.0%,某厂年产13.8万t生料。页岩到厂价:10元/t,年可降低费用:41400元。 (2)与用铜渣相比,年可节煤:2070t,煤价以250元/t计,可降低成本:517500元。 (3)外加石膏掺量减少1.5%,年产10万t水泥,可节石膏1500t,石膏价:170元/t,则降低成本:255000元。 6 结论 通过试验和近一年生产实践得出: 以硫磺渣替代铜渣作铁质原料配制水泥生料,能达到降低煤耗、改善熟料安定性的目的;熟料28d抗压强度达到60.0MPa;对千岛湖环境保护起到积极作用,可取得良好的社会和经济效益 本文来自: 中国国际水泥工艺网() 详细出处参考: |