锡矿渣作铁质原料生产425R普通硅酸盐水泥

广西西湾水泥厂地处钟山与贺县交界地,当地矿产资源丰富,中国有色金属工业总公司直属企业平桂矿务局从50年代起,每年加工冶炼锡金属时都有大量的经水淬急冷处理的炉渣排出,到了90年代,光是找场地堆放每年都需花费大量的人力、物力和财力,而且造成一定的环境污染。如果能利用这种工业锡废渣来作水泥生产原料,无疑会具有良好的社会效益和经济效益。而西湾水泥厂正苦于近年铁矿石来源短缺,价格又不断上涨,经济效益不佳。为此该厂于1993年开始应用锡矿渣作铁质原料全部替代原用的铁矿石粉配制生料烧制水泥,三年来,熟料年平均标号达600号以上,持续稳定地生产出425R普通硅酸盐水泥25万t,收到了理想的效果。

西湾水泥厂所使用的锡矿渣,为冶炼锡金属时排出的工业废渣,其外观呈黑色粗颗粒状,粒度多在3～5mm,同时具有金属光泽,初步判定为无定型的玻璃体。经过多次取样分析,其主要化学成分为FeO+Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO及少量的Cu、Zn等多种金属微量元素,各主要成分详见表1。

该厂1993年开始使用时,参照国内众多水泥厂家使用铜矿渣、硫酸渣等工业废渣作水泥生产原料的成功经验,在没有进行小试和中试的情况下,精心组织和周密安排,大胆地把锡矿渣作铁质原料一次性投入工业大规模生产。经过多次调整配料方案,生产工艺很快稳定下来,烧制的熟料越来越好。生产中还发现窑温偏高,降低熟料热耗418J配料后,窑面反应较为适宜。分析是锡矿渣已经过高温分解,熔点低,有一定的矿化效果,因此降低了熟料的热耗。近三年来,所烧制的熟料颜色黑而发亮,结构疏松多孔,易于破碎和粉磨。熟料化学成分及物理性能年均结果见表2和表3。用这种熟料磨制的水泥全部达到425R普通硅酸盐水泥标准(水泥物理性能详见表4),且实际强度达525号,每年有30%～40%的出厂水泥达到质量分等中的优等品标准的要求。1993年8月进行的全国水泥统检中,该厂又成为广西25家优等品水泥生产企业(广西区质检站统检结果详见表5)。

在生产中该厂采取了一系列工艺保障措施:(1)化验室工程技术人员对生产配料方案进行优选,通过对前期数据考察,决定配料方案中熟料三率值按KH:0.96±0.02;n:1.70±0.10;P:1.30±0.10来控制。另外在生料中加入1.0%的萤石和1.5%的石膏作复合矿化剂,以达到强化熟料烧成的效果。(2)对入厂的原、燃料加强均化措施,特别是对波动大的粘土、燃煤用装载机反复搅拌均化。(3)出磨生料必须按三倒一搭配入均化库,入窑生料改库底一点下料为四点同时下料,以达到均化目的。(4)在立窑煅烧中,对成球盘加装预加水装置,料球水分控制在12%～14%范围内,料球粒径基本均齐,避免大团料和干粉料,压球方法改为全部压边部,由明火法改成浅暗火法操作,以减少氟硫的挥发和热量的损失。通过以上措施的实施,熟料烧成和水泥制成都达到预期的目的,质量得到稳定提高,使用锡矿渣作铁质原料获得成功。