提高P·C32.5水泥爐渣和石灰石摻量的試驗研究

付宜新

1 引言

大連水泥廠2011年生產的P·C32.5水泥混合材為礦渣、石灰石、石膏、礦渣粉，不加助磨劑，2011年P·C32.5水泥配比及配料成本見表1。

由表1看出，由于石灰石取自自備礦山，成本最低，而礦渣、石膏、礦渣粉均是外購，價格較貴，其中礦渣粉價格甚至高于熟料成本，水泥配料成本達到202.56元/噸。尋找低價格原料代替高價礦渣、礦渣粉，最大限度提高低價石灰石摻量，是降低成本的有效途徑。據調查，本地的爐渣價格為60～70元/噸，是活性混合材，并且貨源較充足。本文一方面探討如何利用爐渣代替部分礦渣、礦渣粉生產合格P·C32.5水泥，另一方面探討加助磨劑最大限度提高石灰石摻量生產合格P·C32.5水泥。

由于水泥中石灰石摻量較大時，與礦渣、礦渣粉等比較，石灰石會明顯地降低水泥后期強度。但有研究表明[1]，一些有機醇胺類物質對高石灰石摻量水泥具有后期增強的作用，而大連水泥廠用的助磨劑就是有機醇胺類物質。本文將對加此種助磨劑提高P·C32.5水泥上述摻量進行試驗研究。

2 利用爐渣代替部分礦渣及礦渣粉

生產P·C32.5水泥小磨試驗

2.1 試驗材料

熟料是大連水泥廠正常生產的熟料，石灰石取自大連水泥廠自備礦山，石膏、礦渣、礦渣粉、爐渣為外購，各原料化學成分見表2。

2.2 小磨試驗

將熟料、石膏、石灰石、礦渣、爐渣、礦渣粉按不同比例配制5kg混合料，不加助磨劑，在實驗室小磨進行粉磨，用粉磨后的P·C32.5水泥做膠砂強度試驗。P·C32.5水泥爐渣復摻小磨試驗情況見表3。

從表3看出，不加助磨劑，小磨試驗石灰石最高加到6%，水泥強度無法達到P·C32.5水泥標準要求。從表3序號2～6可以看出，爐渣與礦渣比例達到2：1，爐渣加到20%，混合材總量加到35%，也能生產出合格的P·C32.5水泥；從表3序號3～4可以看出，加5%礦渣粉代替熟料，可使水泥3d抗壓強度降低2.4MPa，28d抗壓強度幾乎沒有提高；從表3序號4～5看出，加5%礦渣粉代替礦渣，可使水泥3d抗壓強度降低6.3MPa，28d抗壓強度降低11.2 MPa。所以，從小磨試驗結果看，加礦渣粉對水泥強度沒有提高。

2.3 大磨試驗

根據小磨試驗結果，爐渣與礦渣2：1搭配，爐渣加到20%，石灰石加到5%，也可達到P·C32.5水泥標準要求。但實際生產中，礦渣與爐渣搭配一起進入干燥窯烘干，由于爐渣水分高達15%～20%，粘性較大，易堵塞篦子，所以，爐渣與礦渣按1：1或1：2比例搭配，石灰石按5%、6%試驗，礦渣粉按0%、5%、7%試驗。試驗結果見表4。

從表4大磨試驗結果可以看出，不加助磨劑，礦渣加15%，爐渣加15%，石灰石加到6%，不加礦渣粉，也能生產出合格的P·C32.5水泥。

3 加助磨劑，提高P·C32.5水泥石灰石摻量

加1‰助磨劑，不加礦渣粉，不同礦渣、爐渣、石灰石比例，在大磨分別試驗P·C32.5水泥，試驗結果見表5。

從表5編號1～3看出，加助磨劑，爐渣加20%，礦渣加10%，石灰石加6%，可以生產合格P·C32.5水泥；從編號3～8看出，加助磨劑，礦渣、爐渣各加15%不變，石灰石從6%加到8%，3d強度略有降低，28d強度略有增加；編號9～10是用冬儲熟料進行試驗，由于儲存時間較長，強度有不同程度降低，使10號試驗3d、28d強度較低，但也達到了P·C32.5水泥標準要求。若用正常生產熟料，加助磨劑，礦渣、爐渣各加15%，石灰石加到9%，也能生產出合格P·C32.5水泥。根據9號試驗的強度看，石灰石加到10%，也能生產出合格P·C32.5水泥，且加助磨劑更有利于水泥磨定額的提高。

表1 2011年P·C32.5水泥配比及配料成本

表2 原料化學成分，%

4 實際生產中的特殊情況

（1）實際生產中根據爐渣的粒度、水分、粘性情況，調整爐渣與礦渣比例。只要礦渣和爐渣能混合進入干燥窯，盡量提高爐渣比例，爐渣與礦渣比例在2：1、3：2、1：1、1：2之中調整。

（2）在實際生產中，由于夏季礦渣、爐渣進廠水分很大，并且若兩臺磨同時生產P·C32.5水泥，礦渣、爐渣用量大，干燥窯烘干能力不夠，烘干后的物料水分高，使磨機定額大幅度降低，磨機運轉不正常。礦渣、爐渣摻量各減到13%，石灰石摻量調到7%，磨尾加3%礦渣粉、3%窯灰，才能使磨機運轉正常，定額達到正常水平，水泥強度也合格。此配料生產的P·C32.5水泥強度如表6。

5 經濟效益分析

以上幾種P·C32.5水泥配料的配料成本見表7。從表7中可知，方案5降低成本最多，比2011年水泥成本降低了26.61元/噸。如每年生產13萬噸P·C32.5水泥，年可降低成本約346萬元，效益非常可觀。若礦渣、爐渣水分都較大，無法正常生產時，可采用方案6，比2011年降低成本23.63元/噸，年可降低成本約307萬元。若采用不加助磨劑的方案2，比2011年降低成本26.24元/噸，年可降低成本約341萬元。若方案7可行，水泥磨可正常生產，石灰石加到9%，窯灰加3%，水泥成本將比2011年降低27.72元/噸，年可降低成本約360萬元。

表3 PC32.5水泥爐渣復摻小磨試驗情況

表4 未加助磨劑爐渣復摻大磨試驗結果

表5 加助磨劑后不同比例石灰石大磨試驗結果

表6 加助磨劑，加窯灰大磨試驗結果

表7 幾種P·C32.5水泥配比及配料成本

6 結語

（1）不加助磨劑時，若要生產合格P·C32.5水泥，可將爐渣與礦渣按1：1比例，爐渣與礦渣各加到15%，石灰石加到6%，熟料59%，水泥配料成本比2011年降低26.24元/噸。

（2）加助磨劑后，若要生產合格P·C32.5水泥可將爐渣與礦渣按1:1比例，爐渣與礦渣各加到15%，石灰石加到9%，熟料56%，水泥配料成本比2011年降低26.61元/噸，并且加助磨劑更有利于水泥磨定額提高。

（3）在夏季，爐渣和礦渣水分較大，無法大量加爐渣時，可以將礦渣、爐渣、石灰石各減少2%，在磨尾加3%礦渣粉和3%窯灰，并加助磨劑，水泥成本比2011年降低了23.63元/噸。

（4）加助磨劑生產P·C32.5水泥，石灰石摻量還有提高潛力，預計可加到10%。

[1]張大康,明金龍,馮方波.高石灰石摻量水泥專用助磨劑試驗研究[J].水泥，2012（5）：5-8.■