硅酸鹽水泥的生產

一、水泥的定義與分類

凡磨細成粉末狀，與適量的水混合后，經過一系列物理化學變化能由可塑性漿體變成堅硬的石狀體，并能將砂、石等敬粒狀材料膠結在一起、能保持并發展其強度的水硬性膠凝材料，統稱為水泥。

水泥品種很多，通常可按主要水硬性礦物、水泥的用途和性能進行分類。按主要水硬性礦物可以分為：硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以及少熟料和無熟料水泥等。按水泥的用途和性能可分為：通用水泥、專用水泥和特種水泥。通用水泥如通用硅酸鹽水泥的六大品種水泥，用于一般土木建筑工程；專用水泥，如油井水泥、大壩水泥、耐酸水泥、砌筑水泥等，用于某一專用工程；特種水泥，如雙快(快凝、快硬)硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥、自應力鋁酸鹽水泥等，用于對混凝土某些性能有特殊要求的工程。

以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏及規定的混合材制成的水硬性膿凝材料稱為通用硅酸鹽水泥。通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合磚酸鹽水泥。

二、硅酸鹽水泥生產的原燃料

(1)原料。生產硅酸鹽水泥的主要原料是石灰質原料和融土質原料。如果這兩種原料按一定配比組合還滿足不了形成礦物的化學組成的要求，則需要加入校正原料。因此，硅酸鹽水泥的原料主要由三部分組成：石灰質、菇土質及校正原料。

石灰質原料主要提供氧化鈣(CaO)，常用的天然石灰質原料有石灰巖、泥灰巖、貝殼等。作為水泥原料，石灰石中CaO含量應不低于45％-48％。泥灰巖是由碳酸鈣和茹土物質同時沉積所形成的均勻混合的沉積巖，所以是一種極好的水泥原料，因為它含有的石灰巖和黏土已呈均勻狀態，易于燃燒。

黏土質原料主要提供氧化硅和氧化鋁，也提供部分氧化鐵。天然黏土質原料有黃土、黏土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等，其中黃土與教土用得最廣。作為水泥原料，除了天然黏土質原料外，赤泥、煤矸石、粉煤灰等工業廢渣也可作為教土質原料。

當石灰質原料和茹土質原料配合所得牛料成分不能符合配料方案要求時，必須根據所缺少的組分，摻加相應的校正原料。當生料中Fe2O3含量不足時，可以加入黃鐵礦渣或含鐵高的黏土等加以調整；若SiO2不足，可加入硅藻土、硅藻石等，也可加入易于粉磨的風化砂巖或粉砂巖加以調整；若Al2O3不足，可以加入鋁礬土廢料或含鋁高的教土加以調整。

(2)燃料。般燒水泥熟料采用的燃料有固體燃料、液體燃料與氣體燃料。鬧體燃料如煙煤與無煙煤，回轉窯一般用煙煤，立窯用元煙煤；液體燃料多為重油、渣油；氣體燃料為天然氣。

(3)礦化劑。為降低燒成溫度和改善炬燒條件，生成更多液相，有利于硅酸鹽水泥熟料的形成而加入的物質稱為礦化劑，常用的礦化劑有螢石、石膏等。少量礦化劑的加入可降低液相出現的溫度，或降低液相熟度，增加物料在燒成帶的停留時間，使石灰的吸收過程更充分，有利于熟料的形成，提高窯的產量和質量，降低消耗。

三、硅酸鹽水泥的生產方法及工藝流程

硅酸鹽水泥的生產分為三個階段。第一階段稱為生料制備，即石灰質原料、黏土質原料與校正原料經破碎（破碎設備）或烘干（烘干設備）后，按一定比例配合、磨細，并調配為成分合適、混合均勻的生料；第二階段稱為熟料燃燒，即生料在水泥窯內燃燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料；第三階段稱為水泥制成，即熟料加適量石膏，有時還加一些混合材料共同磨細為水泥。這三個階段簡稱為“二磨一燒”。

由于各地條件、原料資源和采用的主機設備等情況不同，水泥生產方法也有所不同，通常有兩種分類方法，一是按炬燒窯的結構分為立窯和回轉窯兩種，立窯有普通立窯和機械化立窯；回轉窯有濕法回轉窯、于法回轉窯和半干法回轉窯。二是按生料制備方法分為濕法、干法和半干法三種。

水泥生產工藝流程有干法回轉窯生產工藝流程、濕法回轉窯生產工藝流程和立窯生產工藝流程等。于法回轉窯生產工藝流程見圖1.0.1，立窯生產丁藝流程見圖1.0.2。