矿区水泥用石灰岩矿工业利用性能研究

关键词：石灰岩；干法回转窑；水泥熟料

水泥用石灰岩矿工业利用性能试验研究工作通过岩矿鉴定、化学多元素分析，确定了该矿矿石类型和相关元素含量。根据化学分析结果和矿物学研究，该石灰岩符合加工水泥用料标准。有害组分含量低，为生产高标号水泥的优质原料。矿石工业利用性能试验，是在内蒙古某公司水泥厂完成。该水泥厂目前有一条日产5000t水泥生产线，水泥生产线采用新型干法回转窑水泥生产工艺，原料经过破碎、配料、生料粉磨、熟料煅烧、水泥粉磨等工序进行水泥生产，矿石工业性能试验取得了理想效果。

1原矿性质

1.1原矿化学多项分析

1.2矿石矿物组成及结构构造

矿石主要为泥晶灰岩。颜色呈青灰色，局部为浅灰色。根据镜下观察，矿物成分：方解石90%～98%，白云石<5%，铁泥质<5%。矿石结构构造主要为泥晶结构，块状构造。

2水泥生产工艺

内蒙古自治区清水河县水泥用石灰岩矿矿石工业利用性能试验在水泥厂5000t/d新型干法熟料生产线完成。水泥熟料生产线采用回转窑煅烧生产工艺，经石灰岩破碎、原料配料与粉磨和熟料烧成等工序生产水泥用熟料。

2.1石灰石破碎

石灰石破碎采用单段破碎，由自卸汽车将石灰石倒入双转子单段锤式破碎机中。破碎后的石灰石由胶带输送机送至石灰石预均化堆场。均化后的石灰石经胶带输送机送至新原料配料站的石灰石+粉煤灰混合仓中。

2.2原料配料与粉磨

原料调配站为4座圆库，1座库储存石灰石，1座库储存石灰石+粉煤灰混合料，2座库分别储存硅砂和铁矿石。每种物料均由定量给料机按比例从各储库中卸出，并经胶带输送机送至原料磨粉磨。原料粉磨采用1台立磨系统，该系统的生料细度为80μm筛筛余<12%，入磨物料综合水份<8%，出磨物料综合水份<0.5%。由配料站来的原料经皮带输送机、入磨锁风阀送至原料立磨内进行烘干、粉磨，粗粉返回磨内再次粉磨，合格生料随出磨气流进入旋风收尘器，细粉作为成品与从电收尘器、增湿塔收下的窑灰一起经提升机、空气输送斜槽送入生料均化库内。当原料磨停磨时，窑灰可另行输送至生料入窑系统中。生料均化库属中心锥式多料流连续均化库，使入库生料呈层状布置。出库生料经流量控制阀送至生料喂料计量仓，该仓下部设有荷重传感器，内部设有充气装置，集混合、称量、喂料功能于一体。出混合仓生料经固体流量计计量，由空气输送斜槽送至窑尾斗式提升机。

2.3熟料烧成系统

熟料烧成系统由回转窑、双系列5级低压损旋风预热器和NDF分解炉组成，日产熟料5000t。熟料煅烧采用1台回转窑，三档支撑，窑头及分解炉均配有多通道的煤粉燃烧器。熟料冷却采用1台可控气流篦冷机，熟料出冷却机的温度为环境温度+65℃。为破碎大块熟料，冷却机出口处设有一台锤式破碎机，保证出冷却机熟料粒度≤25mm。冷却后的熟料经链斗输送机送至熟料储存库。水泥生产工艺流程，见图1。

2.4水泥熟料生产原料、燃料及配料方案

铝质校正原料采用华电及呼和浩特市金桥等电厂湿粉煤灰；硅质原料在内蒙古自治区达尔罕茂明安联合旗白音敖包购买硅砂；铁质校正原料采用内蒙古自治区达尔罕茂明安联合旗赛乌素铁矿石。各料主要化学组分见表2。燃料煤拟采用鄂尔多斯伊泰、蒙兴煤矿的烟煤，伊泰、蒙兴煤矿烟煤工业分析结果见表3。

2.5配料方案

目前，内蒙古某水泥有限责任公司水泥生产原料配料比例，采用石灰石、硅砂、粉煤灰、铁矿石四种原料进行配料，可生产普通硅酸盐水泥(32.5R、42.5R)及复合硅酸盐水泥(32.5R)。本次试验按照现有原料配料比例进行配料，以验证该石灰岩矿石的基本工业性能。

2.6配料比例

烧成热耗5852KJ/Kg—Sh(1400Kcal/Kg—Sh)。生料、混合材料配料比例见表4，水泥配料比例见表5。

2.7各型号水泥吨消耗石灰石计算

生料消耗量计算：生料的烧失量为34.61，100kg生料煅烧后生成65.39kg灼烧基生料，100kg熟料的生料消耗量为(100×100/65.39)=152.93kg生料。石灰石消耗量计算：生料中石灰石的配比是82.99%，煅烧100kg熟料需石灰石量为152.93×82.99%=126.92kg石灰石，即：吨熟料大约需要1.27t石灰石。普硅32.5R型水泥，熟料配料比为70%，吨水泥约需要1.27×70%=0.889t石灰石。普硅42.5R型水泥，熟料配料比为80%，吨水泥约需要1.27×80%=1.016t石灰石。复合32.5R水泥，熟料配料比为66%，吨水泥约需要1.27×66%=0.838t石灰石。试验结果表明采用现有生产工艺，每生产1t水泥(各标号水泥统计均值)需耗水泥用石灰岩矿约0.914t。5000t石灰岩共生产3种标号水泥5470.46t，其中消耗粉煤灰616.34t，铁矿石98.20t，石膏310.18t，混合材料1221.55t。

2.8产品质量检测

水泥产品质量符合或优于国家标准，产品质量检测结果见表6。

3结束语

①综合有关试验资料分析表明，内蒙古自治区清水河县水泥用石灰岩矿煅烧性较好，制作水泥加工技术性能良好，采用新型干法回转窑生产工艺，可以生产达到或高于国家标准的普通硅酸盐水泥(32.5R、42.5R)、复合硅酸盐水泥(32.5R)。②因该矿区水泥用石灰岩矿石质量优，夹石少，建议对原料配料方案要进行深入研究，调整原料配料比例，使矿区石灰岩矿石与其他原料配比更趋合理，力争生产出低碱高标号水泥。③建议应充分合理地开发利用矿石资源，对于矿石品位达不到水泥用石灰岩要求的夹石要作为生产建筑石料的原料进行资源综合利用。

作者：任大鹏 滕朝阳 单位：内蒙古自治区矿产实验研究所 呼和浩特市实验中学