多種工業廢渣混摻生產熟料的試驗研究

劉永明

（山西職業技術學院 山西省 太原市 030006 ）

多種工業廢渣混摻生產熟料的試驗研究

劉永明

（山西職業技術學院 山西省 太原市 030006 ）

0 引言

為落實國家關于“加強能源資源節約和生態環境保護，增強可持續發展的能力。深入貫徹全面協調、可持續的科學發展觀，符合人與自然和諧發展要求的新型水泥工業化發展道路”。山西職業技術學院（以下簡稱：我院）與某水泥公司進行“校企合作”，進一步拓展思路，積極組織科研部門進行技術攻關，經考察、分析和論證，最后確定用多種工業廢渣混摻配料生產優質水泥熟料的可行性，取得了很大的突破。

1 廢渣特性分析

1.1磁鐵尾礦

磁鐵尾礦是磁鐵礦原礦石破碎以后經兩次磁選后余下的尾礦廢料。原礦磁選后約50%做為尾礦廢石料、其礦源豐富，現該礦區磁鐵尾礦儲量約50萬噸左右。從其化學成分來看：質量較為穩定、可兼做鋁、鐵質校正原料使用；從礦石的解理結構來看：分層、質軟、結構力弱，理論上活性好、分解點、熔點低，易燒性相對要好。化學成分見表1。

表1：磁鐵尾礦的化學成分 （%）

1.2銅渣

銅渣為冶煉銅時排出的工業廢渣。出爐后經水淬急冷，為深黑色顆粒，粒度細小均齊，粒徑多為2～5mm ，其物理吸附水分為1.0%，松散容重為1550g/L。

銅渣中的鐵元素主要以Fe2+的形式存在，同時還含有部分CuO及微量組分，主要化學成分見表2。

表2：銅渣化學成分

1.3粉煤灰

粉煤灰為某余熱電廠干排灰，其礦物主要有玻璃相、石英、莫來石等。一般0.08mm細度5.0%以下，燒失量平均在7.5%，松散容重為600g/L?；瘜W成分見

2 方案設計

2.1配料組分

設計用石灰石、磁鐵尾礦、粉煤灰、粉砂巖、銅渣五組分單獨配料，取代原混合料（石灰石與黏土預配料）、粉煤灰、硅砂、鐵粉的傳統配料方式，確保各組分單獨計量，確保配料穩定。

2.2率值設定

考慮到本試驗方案中采用大量的尾礦、廢渣配料，熟料燒成的共熔溫度降低，同時由于大量微量元素的引入、在水泥熟料的礦物形成過程中起到一種“晶種”的作用，誘導晶體礦物的形成，改善了生料的易燒性。 故本方案適當的提高了硅酸鹽礦物的含量，提高生料的耐火性.熟料率值控制如下：KH：0.920±0.02； SM：2.60±0.1；AM：1.3±0.1。

2.3方案評估

2.3.1 磁鐵尾礦和銅渣均為工業廢棄物，占地面積大，污染環境和水源，大量的利用此工業廢渣用于水泥熟料生產不僅節能環保、利國利民，而且可享受國家的增值稅返還優惠政策；

2.3.2 磁鐵尾礦的平均粒度小于60mm、無須再破碎，節省黏土的破碎工序成本；

2.3.3 磁鐵尾礦的平均水分小于5.0%、比黏土的水分小10%左右，便于露天存儲和堆放，同時還可避免雨季的粘倉、掛壁、堵料等生產弊端；

2.3.4 銅渣中含有大量的氧化亞鐵及部分氧化銅、生料的易燒性好，燒成熱耗降低，便于提高窯臺時產量；

2.3.5 銅渣、粉煤灰的粒徑細小均齊，成分均一，且含有大量的玻璃體微珠，具有“滾珠效應”，下料順暢、計量穩定；

2.3.6 銅渣的相對易磨性比鐵粉要差，但考慮其配料比例僅為1%左右，原則上不會影響生料立磨的產量，具體情況尚需在實際生產中驗證。

3 生產試驗

3.1存在的主要問題及改進措施

3.1.1、立磨系統

生料立磨粉磨系統運行平穩，磨機臺時產量平均在249t/h,未因銅渣的易磨性差而導致立磨產量降低。

3.1.2 預熱器系統

使用磁鐵尾礦、粉煤灰及銅渣配料后預熱器系統頻繁出現塌料現象，同時分解爐煙室結皮現象嚴重。分析其主要原因是由于尾礦、工業廢渣中含有大量的玻璃體及氧化亞鐵，導致共熔溫度降低[3]液相提前出現，料子發粘，易“掛片”、結皮。當結皮嚴重人工清捅時，大塊的結皮塌落堵在分解爐縮口處導致堵料.主要采取了以下措施：

⑴ 考慮到生料的易燒性好，放粗出磨生料0.08mm篩余的細度從10%放寬到15%，增加料子的分散度。

⑵ 優化操作參數，降低分解爐溫度約30℃（實際控制860±10℃，并提高窯速為3.6 r/min、薄料快轉。

通過采取以上措施，生產逐漸趨于正常，操作控制參數對比見表7。

3.2熟料性能

經過一個多月時間的生產實踐和摸索，用磁鐵尾礦和銅渣、粉煤灰爐渣等多種工業廢渣多摻配料取得了重大成功和突破。熟料結粒好、升重高，窯上煅燒良好，火焰明亮，無飛砂、堵料、結皮等工藝事故。,熟料的化學成分、礦物組成、物理性能全部滿足GB/T21372-2008的技術要求。

4 生產結論

4.1生料的易燒性好，煤耗降低，窯臺時產量提高6噸/小時；

4.2熟料結粒好、煅燒致密，需水量相對下降，便于改善水泥性能；同時實現了清潔生產、節能環保。

5 效益分析

5.1社會效益：廢物利用、利國利民。

用磁鐵尾礦配料不但具有環保性，而且可以節約大量的黏土礦產資源。對于2500t/d新型干法窯生產線，利用尾礦配料煅燒水泥熟料，每年可節約黏土資源約8萬噸左右。

5.2經濟效益：優質、高產、低消耗.

⑴從熟料產量來看：窯臺時產量平均提高6噸，則三條窯每年多生產熟料約15萬噸，至少多贏利750萬元。

⑵從燒成煤耗來看：噸熟料的燒成標煤耗平均下降3.7千克，熟料按年產280萬噸計算，相當于年節約標煤1.0萬噸，平均煤價按720元/噸計算，則年節約資金約720萬元；同時還可申報享受國家財政部、國家發改委聯合印發的《節能技術改造財政獎勵資金管理暫行辦法》中“節能工程中的節能量超過1萬噸標煤的企業給予獎勵”的獎勵基金。

⑶磁鐵尾礦無須破碎，年節約人工、機具、設備電耗、折舊磨損等費用約210萬元。

6 結束語

通過優化配料方案和強化工序質量控制，加強工藝管理等手段可以用磁鐵尾礦、銅渣、粉煤灰等多種工業廢渣生產優質環保水泥熟料。同時用尾礦等工業廢渣配料生產水泥熟料利于生態建設和可持續發展，是切實可行的資源綜合利用、變廢為寶的推廣項目。

TQ172

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1007-6344（2017）05-0003-01