石灰石特性对生料易烧性的影响

石灰石特性对生料易烧性的影响 石灰石特性对生料易烧性的影响 北京工业大学王亚丽 摘要本试验研究采用了化学、X_射线衍射、扫描电子显微镜、差热分 析等现代测试方法，对水泥厂所用主要原料石灰石质原料进行分析研究。进而研究 石灰石特性对生料易烧性的影响。 关键词石灰石生料易烧性 O前言 影响生料易烧性的因素很多，如原料质量、生料配方、细度、均匀性、矿化剂和微量组 分等。石灰质原料是生产水泥熟料的主要原料，在生料配比中约7占80,的比例，其物理化 学性质及矿物特性对水泥生料的各种性能、水泥熟料的煅烧过程以及窑系统的工艺参数均有 重要影响。本文通过选取不同水泥厂所用的石灰石，分析其化学成分及矿物组成，结晶状 况，在同一率值、细度及烧制条件下，研究了石灰石与生料易烧性的关系。 1石灰石特性 1(1石灰石的化学成分 本文选取三家水泥厂的石灰石作为研究对象。表1为石灰石的 化学成分分析结果。由表 1数据可看出，石灰石一1的Si02含量较高为8(29,，Mgo含量最低为0(75,;石灰石一2 的 Mgo含量较高为2(23,。 表1石灰石的化学成分分析结果 化学成分(,),成分 原料, U)sSCa0Si02 屿03 Fe203 Mgo, 8(29 48(66 0(75石灰石一1 39(06 1(82 O(6l 41(08 4(75 O(88 0(55 49(47 2(23 石灰石-2 、 1(80石灰石-3 39(8l 5(76 1(47 0(66 49(65 1(2石灰石的XRD分析 我们采用X-射线衍射分析鉴定石灰石的矿物组成，图1为石灰石的x一射线衍射图谱。408 由图可知，三厂石灰石主要物相为方解石，其次为a一石英，石灰石一2和石灰石一3还含有少 量白云石。 1(3 SEM分析 为了进一步研究石灰石中各矿物相的形貌及结晶情况，采用扫描电镜对石灰石进行 了分析。图2为石灰石扫描电镜照片，板状物为方解石晶体;椭圆形物主要成分为S她，晶 l2an1Si02 粒尺寸一,。石灰石一中石英含量较高，与化学成分分析中含量高相对应。石灰石一 3中方解石晶体晶粒粗大，晶粒尺寸较大，大多数晶粒在lOtan以上，结晶完整，石灰石一1 和石灰石-2的方解石晶体晶粒细小，且杂质含量高，以石灰石-2中杂质含量最高。 60 0 10 20 30 40 50 70 80 90( 石灰石-1 v一方解石 v o—a(石英 #一白云石 Vo ““,k“E一 。 一 I(I( O 20 40 60 80 100 石灰石(2 图1石灰石的x(射线衍射图谱(一) 图1石灰石的x-射线衍射图谱(二) 图2石灰石扫描电镜照片 1(4差热分析 通过各厂石灰石的差热分析，石灰石各分解过程温度见表2。石灰石一1启始分解温度较 低，反应极大温度和结束分解温度较高。该石灰石大量分解温度高及分解温度范围宽。石灰 石一2启始分解温度较低，反应极大温度较低。石灰石一3启始分解温度高于其他石灰石，反 应极大温度和结束分解温度也较高。 410 表2石灰石各分解过程温度 温度(?) 原 料 启始分解 反应极大 结束分解 698 船5 933 石灰石一1 癌" 903石灰石-2 860 , 886 725925石灰石-3 2生料易烧性研究 每个水泥厂均采用两种配料方案: 1为K,-,=0(90，n=2(60，P=1(50; 2为KH=0(92，n=2(60，P=1(50。生料的配合比见表3。 9965—88《水泥生料易烧性试验标准》进行。具体方法是将 生料易烧性试验按国标GB 磨好的细度符合要求的生料加20,的水，借助模具制成13mm×13mm的试体，置于 105, 110?的电热干燥箱内烘干(60min以上)，然后置于加热至950?的预烧高温炉内，恒温预 400?、l 3500C、1 烧30min，然后立即转放到恒温分别至1 4500C的高温炉内，恒温煅烧 30 min，试样取出后自然冷却，然后做f-CaO测试。结果见表4。 表3生料易烧性试验生料配合比 、,配料 石灰石一I 砂岩 铁粉 铝矾土 茄号, 1 90(12 3(23 4(20 2(45 90(49 3(0r7 414 2(31 2(， 石灰石一2 砂岩 钢渣 铝矾土 l 83(56 5(81 3(77 6(85 2 83(95 5(68 3(70 6(68 石灰石-3 页岩 铁粉 砂岩 l 85(99 10(95 1(88 1(19 86。44 lO(60 1(80 1(16 2 表4 f-CaO测定结果 测定结果(,) 试样编号 l 350? l 400? l 450? l 1(42 0(46 0(16 1厂2 O(55 0(41 O(27 l 0(46 O(25 0(15 2厂2 O(22O(57 0(47 1 4(41 1(42 0(70 3厂 2 4(54 2(03 O(93 41l 3结果分析 三个厂的生料的易烧性都较好，由表4数据看到，三个厂的生料的易烧程度是2厂>1 厂>3厂。这是因为碳酸岩的颗粒组成和结晶度是决定矿石的易碎性、易磨性、分解难易和 反应活性的重要因素。 3厂的石灰石中方解石晶体尺寸较大，其分解温度也很高，，因此，其生料的易烧性较 差。从CaC03分解所得的CaO在硅酸盐氧化物中扩散的活性程度，取决于分解产物CaO的 缺陷结构的不规则程度和密度，而影响最大的是方解石晶体的大小。随着方解石晶 减小，分解出的CaO缺陷结构密度增大，CaCO，晶体愈小，分解出的CaO颗粒体尺寸的 也愈小，分散 度愈大，在相等量熔体条件下，CaO颗粒与熔体的接触面愈大，故CaO熔解 ， 的数量愈多，因此其易烧性越好。 及参与烧成反应 生料中石灰石质组分主要为含CaO方解石。2厂石灰石中杂质含量高、分布广，有助于石灰石反应活性的提高，其易烧性较好。 随石灰石中二氧化硅含量增多，f-CaO含量也增多，生料易烧性变差。1厂的石灰石中 ，si02含量较2厂高，因此易烧性较差一点。 412