石灰石品质对立窑生产和熟料质量的影响

为了充分利用地方资源，降低生产成本，很多地区的立窑厂都把品质较低的石灰石用作煅烧水泥熟料的原料。品质较低的石灰石，其氧化钙含量偏低，但结晶状态较好，且含有一定量结晶好的二氧化硅和白云石等，在水泥生产过程中，会严重地影响生料的易烧性。利用其生产质量合格的水泥熟料，是一个带普遍性的问题。煅烧过程中会出现料不好烧，熟料fCaO高，安定性不好等问题。

一、石灰石的岩相组成及结晶状态

石灰石中的CaO相当部分以结晶状态极好的方解石存在，其含量达20～32%；方解石在石灰石中以方解石脉穿插于其中，甚至分布有方解石晶洞，其显微尺寸通常在2～35 μm，最大可达600 μm。此外石灰石中还含有一定数量的，以白云石、石英的形式存在MgO、SiO₂。这种结晶性态的石灰石会严重影响生料的易烧性，给生产带来不利。

表1  石灰石化学成分(%)

二、 生料细度对熟料fCaO含量的影响

生料的粉磨细度影响生料煅烧时熟料的形成速度。在一定程度上，生料磨得愈细，其比表面积愈大，生料在窑内的反应，如碳酸钙分解、固相反应与固液相反应等速度愈快，愈有利于游离氧化钙的吸收。若原料石灰石中含有较多的结晶良好的方解石晶体和粗大的石英颗粒，则所配生料的易磨性差，生料粗粒较多，反应能力低，影响熟料游离氧化钙的吸收。用这类原料配料磨制生料，在控制粉磨细度时，除了要有0.08 mm筛余指标要求外，还应考虑控制0.2 mm筛余指标，以保证生料颗粒均齐，熟料易于反应完全，从而有利于提高窑的产量和熟料质量。

三、萤石加入量对熟料fCaO含量的影响

在生料中加入萤石作矿化剂，可以促进碳酸盐的分解和结晶氧化硅(石英、燧石)的Si-O键的断裂，有利于固相反应的进行。因而在立窑中采用萤石作矿化剂对改善熟料易烧性，降低熟料中游离氧化钙，提高熟料质量是一种十分有效的措施。对于结晶良好的石灰石，萤石的矿化作用尤为明显。但采用萤石作矿化剂，应根据生料的易烧性适当使用，加强生料配料和质量管理，严格控制萤石加入量，以免由于烧结范围变窄而影响窑的操作和熟料质量。

四、率值对熟料fCaO含量的影响

水泥熟料是一种由CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等主要氧化物化合而成的多矿物集合体，水泥生产中，不仅要控制熟料中各氧化物的含量，还应控制各氧化物之间的比例即率值。当水泥品种和窑型确定之后，原料的化学成分、岩相结构及工艺性能，往往是率值选择的主要影响因素，而率值与fCaO的关系是众所周知的。通过实验发现，KH值在0.96～0.88之间时，对应熟料的fCaO都是较低的。

五、其它原料品质对熟料fCaO含量的影响

在实际生产过程中要注意保证粘土和煤的品质。如果粘土中SiO₂含量较低，Al₂O₃含量较高；煤的来源不定，以至煤质波动较大，特别是灰分及其中的Al₂O₃含量较高。这样的原料使得配料困难，只能配出高铝生料(有时是高铝高铁生料)。高铝配方生料对温度的适应性较差，且煅烧时可能存在C₃S+液相=C₂S+CaO的可逆反应，控制不好，会使C₃S减少和fCaO增加，这就给窑的操作造成困难，要求在煅烧中勤操作，快烧急冷，特别是有CaF₂存在时更应如此，因其会加速C₃S的分解。

六、 其它条件对熟料fCaO含量的影响

另外生料中Fe₂O₃的含量及煤中的含硫量对生料的易烧性和窑操作的影响也是不容忽视的。通常认为：生料中Fe₂O₃的含量以控制在2.50～2.90%为宜。

作者：曹建新，万碧远，张胤楠
(贵州工业大学化工系，贵州贵阳550003)