1、萤石作矿化剂在湿磨干烧短窑中的应用作者：蓝兴权 单位：南华水泥股份有限公司 中图分类号:TQ172.461 文献标识码:B 文章编号:1002-9877(2002)12-0022-02随着 GB/T17671 的实施，对水泥质量的要求越来越严格。为此我厂在采用各种新工艺、新设备和新技术的同时，开始了萤石作矿化剂在新线湿磨干烧短窑中应用的试验和研究，以求提高水泥早期和后期强度，并提高熟料台时产量，降低熟料生产成本。 1 试验研究我厂石灰石是自产，所含结晶状态的石英、燧石等有害的成分较多，严重影响熟料煅烧时 fCaO 的吸收，熟料质量不稳定。表 1 是用 SiO2结晶程度不同的石灰石配制的生料化学
2、成分，以及经 1450煅烧后的 fCaO 对比。 表 1 SiO2结晶程度不同的石灰石配制的生料成分及煅烧后 fCaO 对比 % 项目 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SiO2结晶程度 煅烧后 fCaO 我厂 39.68 6.94 1.37 0.56 49.97 1.45 5.64 3.32 某厂 40.02 4.50 1.82 0.84 49.75 0.70 2.60 2.02由表 1 可知，我厂目前使用的石灰石含结晶 SiO2较高，对煅烧不利。而萤石中存在的氟离子，能够有效地破坏生料中 SiO2、CaO 的晶格结构，起到活化作用，加速 CaO 与 SiO2的反应
3、，促进 C2S 和 C3S 的形成。表 2 是我厂掺萤石作矿化剂的对比情况。 表 2 使用萤石作矿化剂后的对比 % 生料化学成分 项目 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO CaF2 1 450下保温30min 后 fCaO 1 350下保温30min 后 fCaO a 36.30 12.20 2.34 2.07 44.26 0.42 1.68 2.16 b 36.40 12.24 2.28 2.10 44.28 0.46 1.50 2.05 c 36.45 12.26 2.32 2.08 44.27 0.36 1.80 2.32 d 36.36 12.20 2.35 2.04
4、44.30 0.54 1.58 1.96 e 36.62 12.34 2.36 2.04 44.32 0.64 1.54 1.72 f 36.40 12.24 2.26 2.14 44.26 0.30 2.34 2.36 g 36.30 12.22 2.34 2.14 44.26 0.20 2.64 2.64 h 36.28 12.18 2.28 2.16 44.24 0.00 3.24 3.86注：表中生料成分为掺入萤石后的检验结果。由表 2 可知，生料中掺入一定量的 CaF2后，在相同的温度下煅烧相同的时间，熟料中游离氧化钙可大幅度降低。据试验，生料中掺入 0.35%0.50%的 CaF2
5、后，熟料煅烧温度可下降 150200，实现低温度煅烧，达到节煤并降低熟料生产成本的目的。 2 工业试生产在掺萤石作矿化剂期间，我厂选择配料方案为:KH=0.920.02，n=2.650.1，P=1.80.1。熟料化学成分及率值见表 3，物理性能见表 4。 表 3 熟料化学成分及率值 化学成分/% 率值 时间 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO SO3 CaF2 fCaO KH n P 20020712 21.35 5.22 2.72 65.28 0.76 0.42 0.88 0.932 2.69 1.92 20020713 21.44 5.38 2.82 65.39 0.88 0.43
6、1.27 0.925 2.62 1.91 20020714 21.54 5.37 2.90 65.37 0.88 0.39 1.06 0.920 2.61 1.85 20020715 21.58 5.27 2.84 66.01 1.32 0.32 0.58 0.932 2.66 1.86 20020716 21.56 5.25 2.90 65.86 0.88 0.45 0.77 0.930 2.65 1.81表 4 熟料物理性能 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 凝结时间/(h:min) 时间 3d 28d 3d 28d 初凝 终凝 安定性 20020712 6.0 9.2 35.2 58.
7、1 2：17 2：57 合格 20020713 5.7 9.4 36.5 60.1 2：20 3：03 合格 20020714 6.2 9.0 34.7 59.6 2：20 3：02 合格 20020715 5.9 9.2 34.1 59.5 2：22 3：16 合格 20020716 6.4 9.4 36.3 61.1 2：23 3：27 合格由表 3 和表 4 可知，上述配料方案在一定程度上强化了煅烧效果，fCaO 也较低，合格率达 96.86%。熟料 28d 抗压强度普遍由原来的 51MPa 提高到 58MPa，安定性合格，初终凝时间正常。但是，出窑熟料结粒细小，且极易发生粉化现象，窑皮
8、易长厚，窑预热器系统易结皮。对此，我厂又将 CaF2掺量调整为 0.6%，3 率值调整为:KH=0.92，n=2.65，P=1.70，调整后窑皮现状有所好转，窑运转率、台时产量都有所提高，见表 5。 表 5 萤石使用前后情况对比 时 间 运转率/% 台时产量/(t/h) 窑皮状况 使用前 78 5461 易结厚窑皮 使用后 82 6468 窑皮平整3 几点体会1)萤石作单掺矿化剂在湿磨干烧短窑中应用，必须考虑生料中的氟硫比的控制，加入萤石作矿化剂后，生料中的氟硫比会严重影响生料易烧性和水泥的凝结时间。氟硫比过大，会导致生料粘度大，煅烧时易刮窑皮，不利于回转窑的稳定、安全运行和提高熟料早强的目标
9、，熟料凝结时间延长，硬化变慢；氟硫比太小，由于 S2-的矿化作用比 F-小，生料难烧，烧成温度必将进一步提高，这对窑皮的稳定不利。因此应严格控制生料中氟硫比例。因我厂原煤、石灰石及砂岩矿中含硫均相对较高，磨制成生料后，生料中硫含量达 0.2%0.3%，即相当于采用双掺加石膏方案。因此，本人认为矿山开采时，石灰石、砂岩堆放应分区存放搭配使用，确保入磨生料原料中硫总量受到控制。另外，窑尾废气中 HF 含量并不大，可能与系统漏风及预热器内氟的循环吸收有关。2)采用萤石作矿化剂后，窑上煅烧易长厚窑皮，预热器易结皮，配料方案应相应改动，排风应适当拉大，匹配好煤风料的比例，以适应窑内的煅烧。3)出窑熟料升
10、重的控制。采用萤石作矿化剂后，生料在回转窑内出现液相时的温度降低 150200，因而烧成带内的温度应自然降低，以避免高温状态下CaF2挥发增加，加大对窑尾设备的损坏。同时，CaF 2可与窑皮中 SiO2作用生成挥发性 SiF4。实践证明，升重控制在 11001300g/L 范围内时，熟料不论从结粒、色泽方面还是物检方面，效果都不错。因此，熟料升重宜低不宜高。4)试验研究表明，在生料磨制过程中掺入 5%10%灰分在 40%左右的无烟煤，可以强化熟料煅烧过程中的传热速度，在分解炉中，无烟煤中的固定碳燃烧，干燥后的生料将内外受热，加快 CaCO3分解以及 C2S 和 C3S 的形成。另外，可增加生料磨机产量，降低电耗，还由于无烟煤中含有微量的稀有元素，可提高熟料强度。目前我厂正准备进行相关的工业性生产试验。
