利用鉛鋅尾礦代替部分原料生產水泥
1 配料方案的設計
1.1 原燃材料
生產用鉛鋅尾礦為東青堡鉛鋅礦排放的尾礦,鉛鋅尾礦及原材料化學成分見表1,原煤工業(yè)分析見表2。
表1 原、燃材料化學成分(%)
表2 原煤工業(yè)分析
1.2 尾礦的物理性能
鉛鋅尾礦的細度120目篩篩余在15%左右,并具有一定的可塑性,經測定尾礦塑性指數(shù)可達13.5以上,對生料成球有一定的益處。
1.3 生料易燒性試驗
全黑生料試樣A1、A2分別在700~1400℃的煅燒溫度下,保溫30min,冷卻后,測其fCaO。全黑生料率值見表3,測量結果見表4。
表3 尾礦摻量和生料率值
表4 不同煅燒溫度下生料的fCaO含量(%)
由表4可以看出,生料中摻入尾礦后,可以顯著改善生料的易燒性,尤其是在1100℃以后,A2試樣fCaO呈顯著下降趨勢,說明尾礦的存在可加快fCaO的吸收。根據(jù)我廠原材料特點,尾礦摻量控制在10%左右為宜,生料率值控制在KH:0.92~0.96;n:1.80~2.0;P:1.2~1.4。
2 生產應用效果
2.1 改善了生料的易燒性、提高了熟料質量
熟料化學成分及率值見表5,質量對比見表6。
表5 熟料化學成分(%)及率值(%)
表6 熟料質量對比
由表6可以看出,摻加尾礦后,熟料質量明顯提高,出窯熟料安定性合格率達到了80%以上,早期強度也得到了明顯提高。
2.2 降低了熟料煤耗
摻鉛鋅尾礦前標準煤耗為156.4kg/t熟料,摻鉛鋅尾礦后下降到130.6kg/t熟料。
2.3 機立窯臺時產量提高
生料中摻入鉛鋅尾礦后,易燒性得到了改善,上火速度明顯加快、高溫層內熔體相對增多、物料燒結較好,提高了全風使用率,立窯臺時產量明顯提高。我廠Φ2.5m×10m機立窯臺時產量由原來的6.8t/h提高到8.1t/h。
2.4 生料磨機臺時產量提高
生產實踐證明,鉛鋅尾礦的易磨性好于鐵礦石及石灰石,我廠Φ1.83m×7m生料磨臺時產量由原來的12.2t/h提高到13t/h。
2.5 降低了原材料成本
用鉛鋅尾礦配料可代替部分石灰石、鐵礦石及全部石膏。由于鉛鋅尾礦屬工業(yè)廢棄物,因而成本較低,我廠使用的尾礦進廠成本在20元/t左右,配料成本對比如下:
生料中鉛鋅尾礦摻加量為10%×20元/t=2.00元/t
可減少石灰石摻量5%×17元/t=0.85元/t
鐵礦石摻量3%×70元/t=2.10元/t
石膏摻量2%×140元/t=2.80元/t
因此每噸全黑生料可降低成本:
0.85+2.10+2.80-2.00=3.75(元)
生料年產量按8萬t計算,可降低成本:
8×3.75=30(萬元)
3 采用鉛鋅尾礦配料后應采取的工藝措施
3.1 適當降低配煤量
由于采用鉛鋅尾礦配料后,生料的易燒性得到了明顯改善,高溫液相出現(xiàn)的溫度降低,熟料熱耗降低,如配煤過多、液相生成過多,易出現(xiàn)底火變軟、粘邊、結窯等不正常窯情,一般應在原配熱的基礎上降低配熱10%左右為宜,然后再根據(jù)窯面情況適當調整。
3.2 加強工藝管理,穩(wěn)定生料質量
采用鉛鋅尾礦配料后,生料在煅燒時具有上火快、物料較粘結的特點,如生料化學成分波動大、率值不合理、會影響機立窯的正常操作,引起不正常窯情發(fā)生。因而應加強對進廠原、燃材料的質量控制,穩(wěn)定生料配比,提高生料的合格率,對全黑生料的含煤量、Fe2O3含量要嚴格控制。
3.3 加強立窯煅燒操作
采用鉛鋅尾礦配料后,上火速度加快,物料較粘結,應堅持淺暗火煅燒,濕料層厚度控制在300~400mm左右,采取“壓二肋、守邊風、提中間”的操作方法、底火層位置嚴格控制在喇叭口以上,做到大風大料、急冷快燒、避免還原氣氛,從而達到穩(wěn)定窯情的目的。
4 結語
生產實踐證明,采用鉛鋅尾礦配料,可以顯著改善生料的易燒性,降低熟料的熱耗,提高機立窯的產質量。一個年產10萬t的機立窯廠,每年可利用鉛鋅尾礦一萬多噸,創(chuàng)經濟效益可達一百萬元以上,并且使廢棄的鉛鋅尾礦變廢為寶,解決了鉛鋅尾礦占用場地、污染環(huán)境的問題。
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