电石灰的使用.doc

电石灰作为石灰质原料在水泥生产线上的使用
何胜平
新疆天业水泥 新疆 石河子 832000

我公司是40万化工配套的废渣处理厂---120万吨水泥生产线，系两条2000t/d的完全利用废渣生产水泥的生产线。主要需要处理的废渣有电石渣，粉煤灰，电石灰，硫酸渣、柠檬酸渣、石灰粉末等。近年来随着公司的不断扩大，内燃炉和电石收尘灰的处理成为水泥公司的一项攻关项目。电石灰呈粉状，以前作为一种废料，外运，需要找堆场堆放，占用场地，不仅费用比较高，而且对环境污染也非常大。我们公司考虑废品利用，采用循环经济的理念，变废为宝，在水泥生产配料中使用。
1原料及配料
1.1电石灰的主要成分
电石灰的主要是电石粉末，和少部分未燃烧完全的焦炭，还有石灰既氧化钙组成。主要成分是CaC2，以及Ca（OH）2和CaCO3混合形式存在。目前我公司根据生产工艺不同，产生的电石灰主要有三种，电石炉收尘灰、净化灰、和除尘灰，其外观呈灰白色细粉状。通过化验其化学成分如下：

化 学 分 析 %
n
S
A
F
C
MgO
SO2
∑
cl--
R2O
电石炉收尘灰
9.11
23.31
7.14
4.33
27.11
26.01
2.67
99.68
0.122
4.58
净化灰
20.74
6.70
2.21
1.70
42.69
21.35
2.10
99.47
0.110
4.79
除尘灰
14.43
9.90
2.92
2.18
51.33
24.82
2.12
99.61
0.104
3.86
平均值
14.76
12.82
3.92
2.66
45.80
23.88
2.21
99.59
0.109
3.65
通过以上分析数据可以看出，氧化镁含量较高，和碱含量较高，电石灰的主要成分接近硅酸盐水泥原料的化学成分，可以掺入生料配料当中。
1.2原料的化学成分
我公司是以氯碱化工为主体的化工集团，生产水泥所用原料全部利用我公司的废渣，主要有干法乙炔产生的粉状干电石渣，硫酸厂的废渣为铁质校正原料，硅质原料为距离厂区比较近的风积沙，和我公司自备电厂产生的炉渣。各原料主要成分成分如下：

化 学 分 析 %

n
S
A
F
C
MgO
SO3
∑
cl--
R2O
电石渣
24.67
4.10
1.55
0.12
69.31
0.10
0.08
99.85
0.104
0.18
硫酸渣
3.70
25.33
3.92
60.69
1.73
1.86
3.87
97.23
0.016
0.61
电石灰
14.76
12.82
3.92
2.66
45.80
23.88
2.21
84.11
0.109
3.65
硅砂
1.64
86.73
9.37
1.35
0.17
0.62
0.09
99.88
0.053
0.37
炉渣
0
54.47
19.29
10.01
8.87
2.76
3.5
98.90

我公司煤的工业分析为：
百分含量
水分Mad
灰分Aad
挥发分Vad
固定碳
发热量Qnet.ad
100
4.29
19.95
25.05
50.71
23400
2电石灰作为原料进行配料生产
第一次试验，采用3%电石灰，利用上述原料五组分配料：原料配比为电石灰：电石渣：硫酸渣：硅砂：炉渣=3:68.1:4.2:15.4:9.3，所选三率值为：
三率值
KH
n
p
目标值
0.89±0.02
2.4±0.1
1.3±0.1

配料后，入回转窑进行煅烧，物料反应较以前未使用电石灰的时候较易烧，物料结粒稍有加大，用煤量及预热器系统结皮情况都基本没有什么变化，日产量也在2100-2200t/h,篦冷机结雪人也没有什么变化。系统运行情况良好。实际生产中，煅烧所得熟料化学组成及矿物组成如下：
烧失量
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
R2O
cl--
∑
0.14
22.02
5.05
4.01
65.35
1.14
0.55
0.52
0.022
98.26

KH
n
p
f--CaO
C3S
C2S
C3A
C4AF
0.90
2.29
1.26
1.04
58.57
17.97
6.58
12.03
熟料物理性能及化学成分如下：
比表面积（m/kg）
凝结时间/min
线膨胀率
抗折强度
抗压强度
安定性
（沸煮法）
初凝
终凝
3d
28
3d
28d
362.4
136
223
0.035
5.7
8.8
29.3
53.4
合格

试运行第二阶段，公司领导要求电石灰使用量增加到5%，物料配比为配料电石灰：电石渣：硫酸渣：硅砂：炉渣=5:66.7:4.1:15.1:9.1煅烧后存在以下问题：
1、电石灰粘附性比较强，下料不稳定，断料频繁，生料三率值波动非常大，影响生料成分的稳定性，窑的热工不稳定，熟料KH值波动在0.95---0..85，窑产量由85t/h降到75t/h左右。
2、烟室和缩口结皮很厉害，三级（我公司采用三级预热器）、二级预热器都有严重结皮负压升高，必须每班清理预热器才能保证系统通风正常。主要原因是电石灰里含MgO较高，电石灰中含有磷、碳等元素，在煅烧过程中，物料较以前未使用电石灰组分增多，各矿物在形成过程中，共融温度降低，液相出校较早，以致预热器结皮严重。物料波动大，液相较高时需要停窑清理才能保证系统运行。
3、篦冷机结雪人频繁，每班必须用高压水枪清理才可以运行，严重时雪人顶到窑口，被迫停窑，等雪人表面冷却后，进入篦冷机内，用钢钎大锤和风镐将雪人破成小块，再开篦冷机一点一点推走，每次需要一天半到两天时间，不仅劳动强度大，而且存在安全隐患，严重影响了回转窑的运转率。

解决办法
1、对熟料三率值进行重新选取，在以前配料的基础上，适当提高耐火度，提高饱和比，并且对液相也进行适当的控制，所选熟料三率值如下：
三率值
KH
n
p
目标值
0.93±0.02
2.1±0.1
1.1±0.1
实际生产中，煅烧所得熟料化学组成及矿物组成如下：
烧失量
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
R2O
cl--
∑
0.11
21.20
5.24
4.90
65.66
1.32
0.68
0.52
0.022
98.48

KH
n
p
f--CaO
C3S
C2S
C3A
C4AF
0.93
2.09
1.07
0.93
57.99
17.56
5.59
14.91
以上物料入窑后，通过操作参数调整，物料反应易烧性适中，比较容易控制，窑系统热工稳定，投料量增加，标准煤耗使用电石灰前为108.6.kg/t熟料，使用5%电石灰后为105.3kg/t熟料。
2、烧成系统操作控制，作为主要的操作控制点
2.1 使用电石灰后由于物料元素增多，组分增加，物料在煅烧过程中共融温度降低，易烧性增加，采用较以前每小时多投20吨左右料，
2.2 适当减少二次煤用量，由以前的2.5t/h减少到2.3t/h左右，严格控制分解炉温度，在800—850℃（我公司电石渣水泥采用低温煅烧技术）
2.3 为了减少预热器结皮，预热器系统空气炮的工作频率由10分钟调为5分钟，增加清理力度，
3.3 配备了型号为的高压清洗机，及时认真巡检，每班对缩口等结皮严重部位采用高压水枪彻底清理
3.4篦冷机结雪人控制
3.4.1我公司篦冷机采用高效改进型篦冷机，固定篦板的两台风机风压控制在7.5kpa，现提高到8.0-9.0kpa,提高冷却速度。
3.4.2篦冷机采用厚料层操作，正常投料的情况下，篦冷机转速由10转/min,现在为5转/min,料层厚度由60cm增加至1m.较少结雪人的机会，厚料层可以使落入篦冷机的大块物料或窑皮落到料垫上，通过活动篦板推走。防止大块物料停在固定篦板上，造成物料堆积，形成雪人。
3.4.3，篦冷机空气炮的工作频率由15分钟调到10分钟。
3.5电石灰配料断料问题的解决
3.5.1 由于电石灰粘附性太强，下料困难，稳定连续性差，在电石灰库低下料镏子安装了LZF--10仓壁振动器，不下料时开动仓壁振动器，减少人员劳动强度，
3.5.2同时在库低下料管安装了GW400×400回转下料器,防止塌料，造成计量称压死，保证稳定连续下料

4电石灰配料，熟料的物理性能
比表面积（m/kg）
凝结时间/min
线膨胀率
抗折强度
抗压强度
安定性
（沸煮法）
初凝
终凝
3d
28
3d
28d
365.4
143
234
0.042
5.5
8.5
28.2
52.7
合格
所得熟料物理性能符合硅酸盐水泥的各项性能指标要求。
总结
通过以上控制，生料配料中掺入5%的电石灰，回转窑煅烧系统可以稳定运行。产品质量也在控制范围内，可实现日处理电石灰250吨，能够平衡电石厂每天的排出量，不仅可减少运输费用，和物料占用堆场的费用，通过把电石灰作为一种原料使用，直接把废品变为产品。而且可以降低成本，节约消耗。能够实现我公司变废为宝，减少污染，实现循环经济产业的企业宗旨。

[1] 谢克平 水泥新型干法生产精细操作与管理[m]北京：化学工业出版社 2007:100-101
[2] 中国建筑材料检验认证中心
国家水泥质量监督检验中心 编著 [m]中国建材工业出版社
2009-01-01