石灰石特性对生料易烧性的影响
  •   影响生料易烧性的因素很多,如原料质量、生料配方、细度、均匀性、矿化剂和微量组分等。石灰质原料是生产水泥熟料的主要原料,在生料配比中约占80%的比例,其物理化学性质及矿物特性对水泥生料的各种性能、水泥熟料的煅烧过程以及窑系统的工艺参数均有重要影响。本文通过选取不同水泥厂所用的石灰石,分析其化学成分及矿物组成、结晶状况,在同一率值、细度及烧制条件下,研究了石灰石与生料易烧性的关系。
      1 石灰石特性
      (1)石灰石的化学成分
      本文选取三家水泥厂的石灰石作为研究对象。表l为石灰石的化学成分分析结果。由表1数据可看出,石灰石-l的Si02含量较高为8.29%,MgO含量{zd1}为0.75%;石灰石-2的MgO含量较高为2.23%。

      (2)石灰石的XRD分析
      我们采用X—射线衍射分析鉴定石灰石的矿物组成,图l为石灰石的X-射线衍射图谱。由图可知,三厂石灰石主要物相为方解石,其次为α-石英,石灰石-2和石灰石-3还含有少量白云石。

    图1 石灰石的X-射线衍射图谱

      (3)SEM分析
      为了进一步研究石灰石中各矿物相的形貌及结晶情况,采用扫描电镜对石灰石进行了分析。图2为石灰石扫描电镜照片,板状物为方解石晶体;椭圆形物主要成分为Si02,晶粒尺寸1~2μm。石灰石-l中石英含量较高,与化学成分分析中Si02含量高相对应。石灰石-3中方解石晶体晶粒粗大,晶粒尺寸较大,大多数晶粒在10μm以上,结晶完整。石灰石-1和石灰石-2的方解石晶体晶粒细小,且杂质含量高,以石灰石-2中杂质含量{zg}。

    图2 石灰石扫描电镜照片

      (4)差热分析
      做各厂石灰石的差热分析,石灰石各分解过程温度见表2。石灰石-l启始分解温度较低,反应极大温度和结束分解温度较高。该石灰石大量分解温度高及分解温度范围宽。石灰石-2启始分解温度较低,反应极大温度较低。石灰石-3启始分解温度高于表中所列的其它石灰石,反应极大温度和结束分解温度也较高。

      2 生料易烧性研究
      每个水泥厂均采用两种配料方案:1为KH=0.90,SM=2.60,AM=1.50;2为KH=0.92,SM=2.60,AM=1.50。生料的配合比见表3。

      生料易烧性试验按国标GB9965-88《水泥生料易烧性试验标准》进行。具体方法是将磨好的细度符合要求的生料加20%的水,借助模具制成Ф13mm×13mm的试体,置于105~110℃的电热干燥箱内烘干(60min以上),然后置于加热至950℃的预烧高温炉内,恒温预烧30min,然后立即转放到恒温分别至1350℃、1400℃、l450℃的高温炉内,恒温煅烧30min,试样取出后自然冷却,然后做fCa0测试。结果见表4。
      3 结果分析
      三个厂的生料的易烧性都较好,由表4数据看到,三个厂的生料的易烧程度是2厂>1厂>3厂这是因为碳酸岩的颗粒组成和结晶度是决定矿石的易碎性易磨性,分解难易和反应活性的重要因素。

      3厂的石灰石中方解石晶体尺寸较大,其分解温度也很高,因此其生料的易烧性较差。从CaC03分解所得的CaO在硅酸盐氧化物中扩散的活性程度,取决于分解产物Ca0的缺陷结构的不规则程度和密度,而影响{zd0}的是方解石晶体的大小。随着方解石晶体尺寸的减小,分解出的Ca0缺陷结构密度增大,CaC03晶体愈小,分解出的Ca0颗粒也愈小,分散度愈大,在相等量熔体条件下,Ca0颗粒与熔体的接触面愈大,故Ca0溶解及参与烧成反应的数量愈多,因此其易烧性越好。

      生料中石灰石质组分卡要为含Ca0方解石。2厂石灰石中杂质含量高、分布广也有助于石灰石反应活性的提高,其易烧性较好。

      随石灰石中二氧化硅含量增多,f-Ca0含量也增多,生料易烧性变差。l厂的石灰石中Si02含量较2厂高,因此易烧性较差一点。



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