高硅砂巖替代石灰石作混合材料降低生產(chǎn)成本

顧 快，敬仕洪，胡 偉

（1.浙江南方水泥有限公司，浙江 杭州 311121；2.常山南方水泥有限公司，浙江 衢州 324209）

0 引 言

石灰石作為水泥企業(yè)最主要的原料之一，隨著國(guó)家綠色礦山建設(shè)以及地方嚴(yán)格的礦山資源政策，水泥企業(yè)石灰石供應(yīng)日趨緊張，且石灰石價(jià)格上漲導(dǎo)致石灰石成本大幅上升，直接影響水泥企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

石灰石單價(jià)相對(duì)于水泥中其它混合材料價(jià)格較便宜，要尋找可替代石灰石的混合材料，只能著眼于砂頁巖等更加廉價(jià)的地方產(chǎn)品資源。

常山南方水泥有限公司有兩條5 000t/d生產(chǎn)線，配置有兩臺(tái)φ3.2m×11.5m水泥磨，且自備有砂巖礦山和頁巖礦山，被選作為區(qū)域公司混合材料替代試驗(yàn)企業(yè)之一。常山南方砂巖和頁巖價(jià)格相差不大，但砂巖相對(duì)于頁巖，鉀、鈉等微量元素以及泥含量更低，對(duì)水泥質(zhì)量影響更小，且常山南方砂巖礦開采的砂巖均屬于高硅砂巖，易磨性相對(duì)于低硅砂巖要好，對(duì)水泥磨產(chǎn)量影響較小，因此直接將高硅砂巖作為此次混合材試驗(yàn)的首選替代原料。

本文從高硅砂巖替代石灰石的小磨試驗(yàn)、大磨試驗(yàn)出發(fā)，通過替代前后對(duì)水泥物理性能檢驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，研究了高硅砂巖替代石灰石作水泥混合材的可行性，以及使用高硅砂巖作混合材生產(chǎn)水泥的成本優(yōu)勢(shì)。

1 小磨、大磨試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原材料

本文試驗(yàn)用主要原材料的化學(xué)組成見表1。

1.2 高硅砂巖與石灰石的小磨試驗(yàn)

通過高硅砂巖與石灰石的小磨試驗(yàn)，初步研究高硅砂巖替代石灰石對(duì)物料易磨性以及水泥物理性能的影響，以判斷利用高硅砂巖替代石灰石作混合材的可行性。

從表2、表3的檢測(cè)結(jié)果可以看出，小磨試驗(yàn)中高硅砂巖與石灰石易磨性差異較小，但隨著高硅砂巖摻加量的增加，試驗(yàn)樣的凝結(jié)時(shí)間縮短，3d抗壓強(qiáng)度下降不明顯，28d抗壓強(qiáng)度下降1MPa～2MPa，凈漿流動(dòng)度有明顯改善。小磨試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了利用高硅砂巖替代石灰石作混合材的可行性。

1.3 高硅砂巖的大磨試驗(yàn)

為不影響水泥生產(chǎn)質(zhì)量，根據(jù)42.5強(qiáng)度等級(jí)水泥中石灰石配比、上述小磨試驗(yàn)結(jié)果以及公司水泥質(zhì)量?jī)?nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求，初步確定按照4%、7%兩個(gè)摻加量進(jìn)行高硅砂巖的大磨試驗(yàn)。表4為大磨試驗(yàn)結(jié)果。

從大磨試驗(yàn)情況分析，隨著高硅砂巖用量的增加，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度稍上升0.7%，對(duì)水泥工作性能影響不明顯，凝結(jié)時(shí)間縮短20min左右，早期強(qiáng)度變化不明顯，后期強(qiáng)度下降約1MPa，與小磨試驗(yàn)結(jié)果相近，對(duì)水泥質(zhì)量影響較小，完全能滿足水泥生產(chǎn)要求。

表1 試驗(yàn)用原材料的化學(xué)組成（%）

2 成本節(jié)約測(cè)算

經(jīng)小磨、大磨試驗(yàn)論證后，常山南方水泥生產(chǎn)中高硅砂巖摻加量實(shí)際控制在7%左右，以替代石灰石作水泥混合材料。

高硅砂巖進(jìn)廠不含稅價(jià)為5.98元/噸，石灰石按外購不含稅價(jià)33.40元/噸測(cè)算，水泥噸原料成本可節(jié)約1.92元，年預(yù)計(jì)生產(chǎn)水泥約100萬噸，年節(jié)約生產(chǎn)成本192萬元，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀，且不影響水泥質(zhì)量和工作性能。

表2 高硅砂巖與石灰石小磨試驗(yàn)的物料配比及比表面積和細(xì)度檢驗(yàn)結(jié)果

3 小 結(jié)

從上述小磨、大磨試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)際生產(chǎn)情況分析總結(jié)，可以得出：

（1）利用高硅砂巖替代石灰石作水泥混合材是可行的，且在當(dāng)前石灰石資源緊張的情況下，能大幅度降低水泥生產(chǎn)成本；

（2）高硅砂巖的摻加量需嚴(yán)格控制，在超出一定摻加比例時(shí)，會(huì)對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間、水泥強(qiáng)度等性能造成較大影響；

（3）高硅砂巖堿含量相對(duì)石灰石較高，針對(duì)有特殊需求的水泥客戶，應(yīng)嚴(yán)格控制摻加量，可根據(jù)需求量從降低生產(chǎn)成本角度考慮差異化生產(chǎn)；

（4）高硅砂巖實(shí)際使用過程中應(yīng)嚴(yán)格控制其含泥量，盡量使用塊狀、干凈的高硅砂巖，避免對(duì)水泥質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

表3 高硅砂巖與石灰石小磨試驗(yàn)的物理性能檢驗(yàn)結(jié)果

表4 高硅砂巖摻量的大磨試驗(yàn)結(jié)果