我公司地处乌鲁木齐市，附近郊区、县有煤矿废弃的煤矸石，铜矿废弃的铜矿渣，钢铁厂的下脚料焦炭末碎屑。为综合利用工业废渣，减少环境污染，降低生产成本，我们利用煤矸石代页岩，铜渣代替铁粉，焦炭末碎屑作燃料生产低碱抗硫酸盐硅酸盐水泥。
1 原燃材料的成分
所用原燃材料化学成分见表1。焦炭末灰分低，发热量高，价格低，约95元/t，其工业分析见表2。
表1 原燃材料化学成分 ％
|
名称 |
Loss |
Si02 |
A1203 |
Fe203 |
CaO |
MgO |
∑ |
R2O |
|
石灰石 |
39．33 |
6．OO |
O．89 |
O．63 |
51．61 |
1．34 |
99．80 |
O．26 |
|
煤矸石 |
6．61 |
62．26 |
16．57 |
8．32 |
1．32 |
3．36 |
98．44 |
2．28 |
|
铜渣 |
-3．76 |
38．61 |
3．32 |
53．44 |
4．63 |
3．68 |
99．82 |
0．80 |
|
硅石 |
O．42 |
96．85 |
1．03 |
0．57 |
1．58 |
O．42 |
98．45 |
O．17 |
|
灰分 |
|
37．66 |
12．67 |
11．63 |
51．68 |
6．13 |
89．77 |
|
表2 焦炭末的工业分析
|
Mar／％ |
Mad／％ |
Vad／％ |
Aad／％ |
FCad／％ |
Qnet,ad／(kJ／kg) |
|
4．O |
1．62 |
22．24 |
11．35 |
64．79 |
2458．71 |
2 配料方案的确定
生产低碱抗硫硅酸盐水泥，要求限制水泥熟料中R2O的含量，降低Al2O3含量，又不影响熟料强度，为此，引入了碱含量低、SiO2含量高的硅石作为硅质校正原料进行4组分配料。设计熟料率值为：KH=0.88±0.02，n=2.1±0.1，P=0.85～0.91。
3 小窑试验
用实验室Φ500mm×500mm标准小磨磨制生料，80μm筛筛余控制在6.0％，全黑生料化学成分如表3所示。
表3 全黑生料化学成分 ％
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Loss |
SiO2 |
Al203 |
Fe203 |
CaO |
MgO |
|
39．71 |
12．61 |
2．71 |
3．25 |
38．77 |
1．15 |
试验小窑为仿Φ2.5m×10m机立窑(缩至1/10)在空地上用耐火砖砌筑而成，风机鼓风,人工卸料。生料由自制成球筒成球后，人工加入小窑，温度控制在1400～1450℃，全过程煅烧40～60min后，用风机吹冷，人工卸出。所得熟料化学成分见表4，物理性能见表5。
表4 试验小窑水泥熟料的化学成分
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化学成分／％ |
率值 |
矿物组成／％ |
|
SiO2 |
A1203 |
Fe203 |
CaO |
MgO |
R2O |
KH |
KH- |
n |
P |
C3S |
C2S |
C3A |
C4AF |
|
20．92 |
5．03 |
6．10 |
63．85 |
2．19 |
O．17 |
O．90 |
O．87 |
1．9 |
0．83 |
48．0 |
23. 6 |
O. 98 |
18．5 |
表5 试验小窑水泥熟料的物理性能
|
筛余
／％ |
比表面积
／(m2／kg |
安定性 |
凝结时间
／(h：min) |
抗折强度
／MPa |
抗压强度
／MPa |
|
初凝 |
终凝 |
3d |
28d |
3d |
28d |
|
3．5 |
305 |
| 
