硅酸鹽水泥的生產(chǎn)

一、水泥的定義與分類

凡磨細(xì)成粉末狀，與適量的水混合后，經(jīng)過一系列物理化學(xué)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(jié)在一起、能保持并發(fā)展其強(qiáng)度的水硬性膠凝材料，統(tǒng)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(jìn)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(yīng)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(guī)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(fù)合磚酸鹽水泥。

二、硅酸鹽水泥生產(chǎn)的原燃料

(1)原料。生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料是石灰質(zhì)原料和融土質(zhì)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(xué)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(zhì)、菇土質(zhì)及校正原料。

石灰質(zhì)原料主要提供氧化鈣(CaO)，常用的天然石灰質(zhì)原料有石灰?guī)r、泥灰?guī)r、貝殼等。作為水泥原料，石灰石中CaO含量應(yīng)不低于45％-48％。泥灰?guī)r是由碳酸鈣和茹土物質(zhì)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?guī)r和黏土已呈均勻狀態(tài)，易于燃燒。

黏土質(zhì)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(zhì)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(zhì)原料外，赤泥、煤矸石、粉煤灰等工業(yè)廢渣也可作為教土質(zhì)原料。

當(dāng)石灰質(zhì)原料和茹土質(zhì)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(jù)所缺少的組分，摻加相應(yīng)的校正原料。當(dāng)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(diào)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(fēng)化砂巖或粉砂巖加以調(diào)整；若Al2O3不足，可以加入鋁礬土廢料或含鋁高的教土加以調(diào)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(zhuǎn)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(zhì)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(xiàn)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(chǎn)量和質(zhì)量，降低消耗。

三、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法及工藝流程

硅酸鹽水泥的生產(chǎn)分為三個階段。第一階段稱為生料制備，即石灰質(zhì)原料、黏土質(zhì)原料與校正原料經(jīng)破碎（破碎設(shè)備）或烘干（烘干設(shè)備）后，按一定比例配合、磨細(xì)，并調(diào)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(nèi)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(xì)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(jī)設(shè)備等情況不同，水泥生產(chǎn)方法也有所不同，通常有兩種分類方法，一是按炬燒窯的結(jié)構(gòu)分為立窯和回轉(zhuǎn)窯兩種，立窯有普通立窯和機(jī)械化立窯；回轉(zhuǎn)窯有濕法回轉(zhuǎn)窯、于法回轉(zhuǎn)窯和半干法回轉(zhuǎn)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(chǎn)工藝流程有干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程、濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程和立窯生產(chǎn)工藝流程等。于法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝流程見圖1.0.1，立窯生產(chǎn)丁藝流程見圖1.0.2。