分磨砂巖粉與石灰石粉配置生料粉技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

　　一、前言

　　江西亞?wèn)|水泥公司擁有儲(chǔ)量豐富的低硅砂巖礦山，然而大部分為硬質(zhì)結(jié)晶硅，邦德功研磨指數(shù)偏高達(dá)到19kWh/t，較難研磨，以前與石灰石、粘土、鋼渣混合研磨成生料，砂巖中的石英結(jié)晶(游離SiO₂含量在55-60%)多數(shù)為較粗的顆粒，此種生料易燒性差且熟料游離石灰(f-CaO)容易超限對(duì)質(zhì)量不利。為降低生料磨電耗、改善生料易燒性，江西亞?wèn)|水泥公司采用創(chuàng)新與突破的思路，將硬砂巖單獨(dú)研磨至較細(xì)且比表面積較高的砂巖粉增加其中石英結(jié)晶(SiO₂)的反應(yīng)活性，而石灰石粉(即石灰石、粘土、與鋼渣混合研磨而得)則因?yàn)闀?huì)在分解爐中脫酸成多孔微粒，故可以磨得較粗一些。再依指定配比將砂巖粉與石灰石粉配制混合均勻成生料后入生料庫(kù)均化儲(chǔ)存。如此可以促進(jìn)氧化硅(SiO₂)與氧化鈣(CaO)顆粒之間在窯中的固態(tài)擴(kuò)散反應(yīng)速率，提升了硅酸三鈣(C₃S)的活性，對(duì)熟料強(qiáng)度與燒成均有利.

　　二、試驗(yàn)室研究與論證

　　亞泥(中國(guó))技術(shù)部品管及研發(fā)處在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將江西亞?wèn)|使用的石灰石、粘土、鋼渣單獨(dú)研磨出75μm 篩余不同細(xì)度的石灰石粉，單獨(dú)研磨不同細(xì)度的砂巖粉，按不同的細(xì)度進(jìn)行組合配置成生料，在實(shí)驗(yàn)高溫電爐試燒成熟料，同時(shí)檢驗(yàn)比較各種實(shí)驗(yàn)熟料的強(qiáng)度、物理性質(zhì)、晶相與礦物分析等。在半年多時(shí)間內(nèi)通過(guò)100多次反復(fù)試燒試驗(yàn)最終得出砂巖粉與石灰石粉細(xì)度控制理想目標(biāo)，為江西亞?wèn)|水泥公司改造3#及4#生產(chǎn)線生料磨的砂巖粉與石灰石粉分磨系統(tǒng)做好前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)工作。

　　三、生料磨制程改造

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)與可行性分析結(jié)果，在2012年1-11月期間共投資人民幣約1275萬(wàn)元進(jìn)行3#及4#生料磨分磨砂巖粉與石灰石粉配制生料系統(tǒng)的改造工作，砂巖單獨(dú)粉磨系統(tǒng)利用現(xiàn)有4#立磨系統(tǒng)，只新建2500噸的砂巖粉庫(kù)兩座、砂巖粉進(jìn)出庫(kù)系統(tǒng)、砂巖粉配料計(jì)量系統(tǒng)、砂巖粉與石灰石粉計(jì)量后經(jīng)垂直螺運(yùn)機(jī)的混合攪拌系統(tǒng)、3#及4#生料交叉入庫(kù)支援系統(tǒng)等，其它設(shè)備可以共享，此項(xiàng)工程由亞泥（中控）技術(shù)研發(fā)部自行設(shè)計(jì)，不需要增加磨機(jī)，只增加部分附屬設(shè)備，大幅度節(jié)約投資成本。

　　分磨砂巖粉與石灰石粉配制生料制程將砂巖單獨(dú)入生料磨研磨，75μm篩余細(xì)度控制更細(xì)，其成品入砂巖粉庫(kù)儲(chǔ)存；粘土、鋼渣、石灰石三種原料按配比混合入生料磨研磨，75μm篩余控制比一般水泥廠較粗；石灰石粉研磨后的半成品再與研磨好的砂巖粉按配比進(jìn)行攪拌混合，混合好的生料再入生料庫(kù)儲(chǔ)存與均化。

　　分磨砂巖粉后， 3#、4#生料中嚴(yán)重影響生料易燒性的砂巖粗顆粒(大于125μm篩余為0%)已完全消除，使二氧化硅(SiO₂)的細(xì)度更細(xì)，改善了生料的顆粒級(jí)配與均勻性，生料易燒性得到大幅提升?！　?

　　四、分磨技術(shù)應(yīng)用成果

　　1.熟料燒成狀況及單位產(chǎn)量獲得改善

　　采用分磨工藝后， 3#、4#窯生料易燒性提高，旋窯熟料燒成及窯尾煙室結(jié)料情況較以前明顯改善，。3#窯熟料產(chǎn)量由平均5350t/d提升至5500t/d， 4#窯熟料產(chǎn)量由平均5500t/d提升至5700 t/d，每套窯熟料提產(chǎn)達(dá)150～200t/d。

　　2.熟料質(zhì)量獲得提升

　　3#、4#窯熟料飽和系數(shù)(KH值)增加至0.92，硅酸率(SM)下降至2.58，熟料水泥3天抗壓強(qiáng)度提升約1MPa達(dá)到33 MPa，28天抗壓強(qiáng)度提升約2MPa達(dá)到60 MPa。

　　3.單位電耗獲得降低

　　3#4#生料磨采用分磨流程單位電耗與混合研磨電耗基本持平，但由于生料易燒性得到改善， 3#、4#窯熟料燒成工段平均單位電耗降低0.5 kWh/t至23.1～23.9kWh/t

　　4.政府評(píng)審

　　2013年8月江西省科技廳組織專(zhuān)家對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)審，將江西亞?wèn)|分磨砂巖粉與石灰石粉配制生料工藝項(xiàng)目評(píng)為“江西省節(jié)能減排科技示范項(xiàng)目”，成為江西省唯一獲此殊榮的水泥企業(yè)。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　1.硬質(zhì)石英硅難磨難燒，分開(kāi)粉磨理論研究在國(guó)內(nèi)外資料早有報(bào)道，但水泥企業(yè)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)流程改造及取得成果在國(guó)內(nèi)外很少有論文發(fā)表，江西亞?wèn)|水泥公司經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室論證，自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)分磨生產(chǎn)流程，針對(duì)硬質(zhì)砂巖采用分開(kāi)粉磨，控制合理細(xì)度，砂巖中粗顆粒石英硅對(duì)熟料煅燒影響變小，旋窯熟料產(chǎn)量和品質(zhì)得到提高，每年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益1400余萬(wàn)元,大幅提升了公司綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

　　2.江西亞?wèn)|水泥公司新擴(kuò)建二條6000t/d短窯生產(chǎn)線于2013年9月底及2014年元月底分別投產(chǎn)，采用了更優(yōu)化的分磨工藝，旋窯產(chǎn)量提升到了7200t/d，目前正逐步提高生料磨產(chǎn)量，期望通過(guò)分磨工藝改善生料易燒性，二條生產(chǎn)線熟料產(chǎn)量提高到7500t/d。