利用铅锌尾矿作掺料制备水泥的研究（可编辑）

利用铅锌尾矿作掺料制备水泥的研究（可编辑） 中图分类号?三 学校代码.?三三 密级 鱼 公珏 硕士学位论文 利用铅锌尾矿作掺料制备水泥研究作者姓名: 周喜艳 学科专业: 环境科学与工程 环境工程 研究方向: 学院系、所: 冶金与环境学院 指导教师: 何哲祥教授 答辩委员会主 论文答辩日期?? 中 南 大学 二一三年五月原创性声明 本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和 致谢 的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果, 也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。 与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名: 鱼蔓& 日期:尘年堕月丑日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文, 允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内 容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》, 并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名:触 导师签名尘蛳期:?塑堕年』月儿日利用铅锌尾矿作掺料制备水泥研究 摘要:矿山在采选过程中排出的大量金属尾矿带来了严重的环境问 题和安全隐患,综合利用好尾矿是解决此问题的最有效途径。金属尾 矿的化学成分和水泥原料相似、熔点低且含有丰富的微量元素,对水 泥生产有利。本文利用桥口铅锌尾矿进行了尾矿制备水泥试验研究, 对桥口铅锌尾矿和湖南南方金磊水泥有限公司的原料特性进行了分 析,根据其特性设计了个生料配方,采用实验室高温炉在?、 ?和?三个温度下进行生料易烧性试验。在易烧性试验的 基础上,将煅烧温度调整为。、。矛: 。,扩大尾矿掺 量范围,开展了尾矿煅烧水泥的性能试验研究,通过测定性能试验生 料和熟料样品中、、的含量,研究了熟料对重金属、、 的固化效果。同时,对铅锌尾矿作混合材对水泥性能的影响进行 了研究。 煅烧后熟料样品的和衍射分析结果表明,铅锌尾矿配 料具有很好的易烧性能,熟料烧成温度比湖南南方金磊水泥公司的配 方降低了?以上。 熟料的胶砂强度试验结果显示,掺%尾矿在?下煅烧的的 熟料样品的抗压强度为.,接近.的矿渣硅酸盐水泥标 准。性能试验样品、、含量测定结果表明,熟料对和 的固化率分别为%左右和%左右,对的固化率最高可达 .%。 混合材试验结果表明,铅锌尾矿是一种良好的水泥活性混合材, 在试验熟料本身胶砂强度仅为.的前提下,尾矿掺量在% 以下的水泥样品都能达到.的强度等级。 图副,表个,参考文献篇。 关键词:铅锌尾矿;水泥;易烧性;混合材;重金属固化 分类号: : . . ,. ? . . , , . ?,?,。 .,,,, ., . ? ? . ? . . 。. % .. ,,.%% %. . , . . :? ;;; ; : 目录 原创性声明摘要? 目录? 绪论.引言? .尾矿利用现状..尾矿的二次回收. ..尾矿的整体利用. ..尾矿利用存在的问题?. .促进水泥生产向节能降耗方向发展.利用铅锌尾矿作水泥原料 的研究现状? .铅锌尾矿作掺料煅烧水泥重金属逸放污染.本文研究内容和技 术路线??。 ..研究内容 ..技术路线 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究?. .原料. ..原料来源与化学成分分析..原料照片和射线衍射分析一 .易烧性试验??一 ..易烧性..原料准备 ..率值的选择依据与生料配方设计 ..高温炉和坩埚的选择? ..煅烧的确定和煅烧步骤? .熟料分析一 .游离氧化钙分析 .. 衍射分析.小结. 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的力学性能和重金属固化研究??. .原料来源、制备和配方设计?一 .生料的煅烧??一 .力学性能试验仪器设备和操作方法?一 .熟料的分析??.. ..直观分析 ..游离氧化钙分析 ..熟料的矿物组成和射线衍射分析.. .力学性能试验?.. ..试验结果 ..结果分析 .铅锌尾矿煅烧水泥过程中的重金属固化研究? ..煅烧过程中重金属的固化机理及计算方法? ..生料中重金属含量和煅烧温度对固化率的影响..提高重金属 固化率的方法?。 .小结 铅锌尾矿作混合材试验研究??. .混合材概述??.. ..混合材的种类及作用? ..桥口铅锌尾矿作混合材的优势 .尾矿作混合材性能试验。 .铅锌尾矿作混合材的水泥水化产物表征??.. .小结??.. 结论. .主要研究成果?.. .研究展望一 参考文献??. 附录. 的测定。 附录?. 水泥稠度用水量、凝结时间、安定性的测定方法?. 攻读硕士学位期间主要的研究成果. 致谢??. 中南大学硕士学位论文 绪论 绪论 .引言 矿产资源是一种人类赖以生存和发展的非再生资源性自然资源, 全球约% 工业原料和%能源都来源于矿产资源。而我国大多数的金属矿产 资源品位较 低,必须经过破碎、浮选等多道工序后才能冶炼?。这样势必会导致尾矿的产生 量不断增加,目前,我国尾矿累积堆存亿以上,年产出量达到亿,造 成了巨大的资源浪费,如广西南丹县共有多个尾矿库,尾矿仍然含有多种品 位较高的有色金属和非金属,根据相关调查和研究,该县尾矿蕴含的资源价值高 达亿人民币】。更值得关注的是,每逢雨季尾矿都会大量流泻,给江河带来 严重的污染,很多尾矿储存于江河的源头和支头,严重影响了人们的生活,如浙 江诸暨市的铜铅锌尾矿对该市水源上头造成污染,导致几十万人被迫改用几十公 里外水库的水。尤其是随着尾矿大量增加,尾矿坝越堆越高,埋下重大安全隐患。 据世界大坝委员会统计,自年以来,发生在尾矿库的事故超过 了例【孓,其中大多数是伴随地震发生的。许多国家都遭受过尾矿库事故的 灾害,不仅造成人员伤亡,还带来了巨大的环境污染问题。如智利中部于 年发生了.级大地震,该地区的十几座尾矿库基本上被严重破坏, 造成 人死亡;位于西班牙的尾矿坝于 年发生溃坝事件,下游污染面 积达到万平方米。新中国成立以来,我国有例严重的尾矿库事故发 生,累计死亡人【?。引,造成严重的经济损失。 水泥工业属资源型产业,有害气体排放量较大。节能降耗、保护环境是水泥 工业生存和发展的必然选择。因此,在水泥工业发展的新阶段,应以节约资源和 环境友好为目标,开发新技术,采取新措施,实现水泥生产方式向更高层次的转 变。固体废弃物在水泥行业的有效利用就是实现这一目标的方式之一,如尾矿在 水泥行业的应用表现出了巨大的潜力。传统的水泥生产的主要原料为高钙石灰 石、粘土及铁粉,外加一定的矿化剂和一些辅助原料配制成水泥生料,经高温煅 烧成熟料,再在熟料中加入一定量的石膏和混合材混合粉磨制成水泥。然而高钙 石灰石结构致密、结晶粗大导致分解点较高【 ,起始分解点为?,粘土的熔 点更是高达~?,铁粉也要~。】,从而使传统水泥的煅烧 温度较高,而尾矿的熔点较传统水泥原料低很多平均?,这使液相提前, 液相反应的能耗降低,尾矿的分解点仅为~ ,低分解点使得固相反应 完善,从而提高强度。另外,尾矿含有非常高的潜在能量,并且尾矿中存在 大量的与氧键较弱的硅酸盐矿物,当温度达到?以上时会分解放出氧,中南大学硕士学位论文 绪论 可以克服立窑料球内部还原煅烧的缺点,尾矿中还集合了大量的矿化剂【 。同 时,尾矿的化学成分与粘土相近,有些尾矿还含有丰富的铁铝校正原料,尾矿的 这些优点为水泥生产的节能环保带来了巨大的前景。 .尾矿利用现状 随着矿产资源的日渐贫乏,尾矿的回收利用也开始受到世界各国的重视 。欧美等发达国家在上世纪中后期就开始注重矿产资源的开发利用。到目前 为止,有些矿山已成熟的利用无废工艺或无尾工艺进行生产【。而我国对尾矿 再生利用的研究较晚,且尾矿的我国的尾矿利用工作起步较晚, 且尾矿的综合利 用率仅为%左右,与发达国家%的利用率相差甚远【 ,而我国对尾矿再生利 用的研究较晚,且尾矿的大量的尾矿只能堆存于尾矿库。尾矿的再生利用,在某 些方面我国已获得了良好的经济和社会效益,如有价金属的再生利用、建筑产品 的生产、以及利用磁化尾矿改善土壤等。 目前利用尾矿的途径主要有两种【引。一是回收有用矿物,二是整体利用。 虽然通过回收有用矿物能带来一定的经济效益,但尾矿的消耗有限。尾矿中% 以上是非金属矿物,且成分和许多建筑材料、无机化工、轻工等非金属材料十分 相近,只要经过适当的处理就可以作为非金属材料使用【州。 ..尾矿的二次回收 建国以来,我国尾矿的堆积量巨大,由于开采设备陈旧,开采工艺落后,开 采模式单一,尾矿中仍然残留品位较高的矿石,甚至比目前国家的最低工业品位 还要高,即所谓的“老尾富矿”。尾矿回收利用的潜力巨大,主要体现在以下两个 方面:?我国技术设备和管理水平有限,选矿回收率低,势必导致大量的主矿产 资源开发不彻底而大量残留于尾矿中。如我国的铁矿尾矿中仍还有%~%的 铁,而我国的铁尾矿堆存量超过亿,如能回收百分之五十,则能收获超过 亿的铁;又如有些铜矿尾矿中,有些铜矿排出含铜.%的“废石”,品位小于 /的矿石也被一些金矿列为废石。?我国大多数矿种品位低,并且具有两种以 上有用组分的矿床比例高达%,很多矿山受条件所限,只开采含量最为丰富的 主矿种,那些伴生矿种则遗留于尾矿中。如广西南丹矿区尾矿堆存量为万 ,尾矿中遗留了大量的硒、锑、铅、锌、金、银、镉等有色金属及砷、硫等非 金属,都超出了国家工业品位的要求;四川攀枝花铁矿尾矿中的伴生组分多达十 。 几种,相当于一座大型的金属矿山【 近年来,通过科技创新,我国在尾矿回收利用方面取得了一定的成效。如鞍 本地区一些磁铁尾矿含有近%的,用强磁机回收的铁精矿铁品位达高%;中南人学硕士学位论文 绪论 攀枝花矿是含有铁、钛、钒、钪等元素多金属共生矿,对大量伴生元素的回收利 用,使该矿的价值得到提升,其中钛的回收是很成功的,经过技术处理获得 含量为%的钛精矿,回收率为%。尾矿的回收带来的经济利益也是非常可 观的,例如:首钢水厂选矿厂投资.万元对全厂尾矿进行再选,金属回收率 由.%提高到.%,尾矿品位由.%下降到.%,仅两个月就收回了投资, 年创收益多万元【】;金川集团有限公司铜镍矿尾矿多达万,仍含.% 的、.%的、.%的,通过采用氨浸.褐煤吸附法从中再选回收了 %的铜、%的镍和%的钴。 在国外,尤其是西方国家对尾矿的回收利用水平较高。瑞典斯特拉萨铁矿石 选厂采用大型的转盘式磁选机处理螺旋选矿机和弱磁选的尾矿,铁回收率达 .%,美国采用湿式铁轮高梯度磁选机对铁尾矿进行了有效的回收,芬兰采用 “闪速”浮选法回收磁铁矿中的铜,澳大利亚新庆金矿选厂从年 起建立尾矿 处理厂,使得金的总回收率大大提高,南非东兰德和铀公司处理金尾矿,在回收 和的同时,还生产硫酸【。 总的来说,我国在尾矿利用方面起步较晚,但近年来,随着对尾矿回收价值 的认识和环境保护的意识日益增强,政府有关部门及矿山企业已经开始高度重视 这项工作并获得了满意的效果。 ..尾矿的整体利用 尾矿的整体利用是以没有再选价值的尾矿为原料,是解决尾矿的堆存量或实 现无尾矿矿山生产根本途径。它可分为高层次和低层次的利用。高层次利用主要 形式有利用尾矿生产陶瓷、微晶玻璃和水泥等。为了使尾矿资源开发再利用达到 最佳,必须根据尾矿的具体特征,进行不同层次的整体利用。 尾矿的整体直接利用 对尾矿再选的尾矿进行直接利用叫做尾矿的整体直接利用。目前这类利用主 要有以下几种方式。 ?作土壤改良剂和磁化复合肥 我国磁铁矿矿石储量很大,占铁矿总储量的/左右,利用磁化机对含磁铁 尾矿进行处理后,施入土壤后,土壤的磁性得到了改善,活化了土壤中磁团粒结 构,施入土壤可提高土壤的磁性,从而引起土壤中磁团粒结构的活化,改善了土 壤的结构、孔隙度及透气性。“七五”期间,马鞍山矿山研究院在这个理论基础上 率先研制出了土壤改良剂,田问小区试验和大田示范试验表明,农作物增产效果 非常显著,大豆、早稻和中稻的增产率分别达.%、.%和.%。‘?八五,, 期问,该院建成了复合磁肥生产线,磁化复合肥的年产量达。河南一选矿中南大学硕士学位论文 绪论 厂利用尾矿为主要原料研制了钙镁磷肥;黑龙江鸡西选矿厂用尾矿生产出镁钾肥 。 ?利用尾矿生产建筑材料 我国对尾矿再生利用作为建筑材料的研究起步于上世纪世纪年代,到目 前为止,国内用尾矿开发了许多诸如建筑陶瓷、微晶玻璃、尾矿水泥等建筑 材料【】。目前,国内利用尾矿作混凝土骨料、筑路碎石和建筑用砂、砖的成功 例子较多,如迁安铁矿、梅山铁矿等,其特点是利用量较大,但附加值较低。其 次,尾矿还可用来制作烧结空心砌块和高档广场砖,成本低廉,市场效益良好。 不同尾矿的特性决定了尾矿作为建筑材料使用的领域的不同。 块状及粗粒尾矿主要主要用作粗集料配制的混凝土,能达到普通集料配制同 一标号混凝土的性能。这类尾矿是干式磁选或淘汰的抛尾产品,颗粒表面粗糙, 多数质地坚硬而致密,针状矿物及有害物质含量少,级配较好,且各项物理性能 能达到国家混凝土骨料标准。如姑山铁矿选厂利用这种尾矿制出了混凝土空心楼 板,主要用于矿建工程和井巷支护并销往其他地区,在增加了矿山收入的同时还 使原本给矿山生产带来不利影响的废料变成了矿山的另一资源。 选矿厂排出的尾矿中有/以上为细粒尾矿,目前这类尾矿基本上都堆存于 尾矿库中。细粒尾矿在建筑行业应用广泛,可生产出多种建筑产品。特别是以石 英为主要成分的尾矿,可生产贴墙砖、免烧墙体砖、水磨石、人造大理石等,亦 可以作为原料生产陶瓷和玻璃。从世纪年代开始,国内研究了利用尾矿制 取微晶玻璃、墙地砖、玻化砖等。以大庙铁矿石尾矿为原料,北京科技大学研制 出了玻化硅。分别利用金矿尾砂和铁尾矿为主要原料,邢军等人【.】成功制成了 主晶相为顽火辉石固溶体、尖晶石的微晶玻璃和主晶相为透辉石相的尾矿微晶玻 璃。 部分尾矿的成分和生产水泥的部分原料成分十分相近,可取代粘土和铁粉生 产硅酸盐水泥,既能节省尾矿堆积用地,也可节省开采和加工能耗。如钢桃冲铁 矿利用尾矿煅烧水泥这一技术建立了一个年产万的水泥厂。另外,尾矿作 矿化剂使用,如湖南铅锌矿中含有氟化钙,能使水泥熟料烧成温度降低?左 右,有利于水泥的节能增产。 尾矿用于充填、复垦 部分尾矿已对有价组分进行了回收且目前又无适当用途,最直接 有效的处理 方法是用于采空区或塌陷区的充填:对于受目前经济和技术等因素约束未能开发 利用的己闭库尾矿进行复垦、植被,这是目前我国尾矿利用量最大的一种方式, 既能节约用地,又可改善环境。 ?利用尾矿作为矿山井下充填材料 中南大学硕士学位论文 绪论 利用尾矿做井下填充物工艺简单、耗资少,这使尾矿资源的利用程度大大提 高,还降低了充填成本和整个矿山生产成本。实践证明,用尾矿进行充填是比较 成功的。如长沙矿山研究院与凡口铅锌矿合作开发了高浓度全尾砂胶结充填工艺, 尾矿利用率高达%以上;焦家金矿研制了高水材料固结充填法,尾矿的利用率 达到%;铜陵有色金属公司的尾沙充填工艺应用很成功,社会效益和经济效益 良好,该公司正在开展全尾矿充填研究。金岭铁矿做过类似的工业实践,不过目 前铁矿的应用实例仍很鲜见。另外,对于地下采空区也可就近用尾矿进行充填 【】。 ?利用尾矿进行复垦、植被 尾矿在很多西方国家的复垦率超过%。于年,我国有关规定明确提 出复垦是破坏者应尽的义务,这为快速实现尾矿复垦起到了很好的推动作用【。 唐山的迁安铁矿在不覆土条件下于.尾矿地实现了植树种草的低成本复 垦,凡口铅锌矿通过覆土,在万的尾矿库上栽种了余株苦楝树并且 长势良好。上世纪末,马鞍山矿山研究院进行了植被复垦及扬尘抑制的技术研究, 并收集了大量关于抑制尾矿库扬尘以及复垦技术条件资料,研究了将植被种在尾 矿库和排土场的影响【】。另外,山东招远县的部分黄金矿山在黄土冲沟建起了 阶梯式尾矿库,为了防雨水冲刷,先将灌木种植在坝库外,待库满后即覆土造田, 栽种花生、红薯等农作物,取得了良好的效果【。 ..尾矿利用存在的问题 尽管近年来我国尾矿利用发展迅速,且尾矿成功利用的例子也是越来越多, 但仍然存在很多问题。 资源意识淡薄,尾矿利用面临阻力 我国矿产种类丰富,数量庞大,但多数矿山的矿产品位较低,呈现多组分伴 生,矿山企业为在短期内获取暴利,盲目开采矿产资源,采富弃贫现象严重,导 致大量矿产资源残留在尾矿中,企业过分重视主矿产品的价值,对伴生组分视而 不见,更别提尾矿中残留资源的回收利用。 国家资金投入不足,政策法规不完善 长久以来,尾矿资源化利用项目缺少必要的资金投入,目前并没有专项资金 来支撑尾矿的综合利用。我国缺乏强制性政策措施和法律法规去完善尾矿资源化 利用体系,导致矿山企业对尾矿的综合利用缺乏积极性,有些甚至宁愿缴纳排污 费,也不远在尾矿利用方面投资,从而加重资源浪费与环境问题。 缺乏高附加值产品,市场竞争力不够 我过将尾矿应用于工业生产的层次较低,仅仅是收回有价金属或是作为砂石中南大学硕士学位论文 绪论 的替代品售出。在微晶玻璃等高档次建材的应用方面苦难重重,复杂的工艺和较 高的成本使其无法与市场上的建材产品相竞争,基本停留在实验 室阶段,难以推 广到工业应用。 缺少示范工程,实践具有盲目性 开发利用尾矿资源是一项系统的大型工程,牵涉到多个行业、需要各方面的 技术支持,而我国缺少矿山示范经验,导致真正利用尾矿资源时经验不足,包括 矿山选厂综合利用堆存尾矿的研究如有用组分的回收、尾矿作玻璃和陶瓷的生 料原料、尾矿做农业肥料等和尾矿用于土壤改良等方面都缺乏全国性的示范工 程。 .促进水泥生产向节能降耗方向发展 水泥行业具有高能耗、高污染和资源性的特点,在生产过程中要消耗大量的 煤、原料和电能,并大量排放粉尘和二氧化碳。据统计,年水泥制造业消 耗的标准煤高达.亿,占建材工业总能耗的.%】。同时,水泥生产需要 大量的石灰石、粘土等原料,这就消耗了大量的自然资源。因此,在水泥工业发 展的新阶段,应以资源节约和环境友好为目标,开发新技术、采取 新措施、深化 调整结构,实现水泥生产方式向更高层次的转变。利用废弃物作水泥原料、发展 新型水泥窑和实现水泥快烧技术是实现水泥行业节能降耗的重要手段。 推动循环经济的发展,努力使水泥工业走上节能利废的道路便是实现高层次 转变的方式之一,其他工业产生的废渣和废料可用于水泥生产。如钢铁行业的钢 渣、高炉矿渣,电力公司废弃的粉煤灰等。这些废料的广泛应用必然会减少天然 水泥原料过度开采,同时这些废料含有的微量元素具有节能降耗的效果。据统计, 仅仅利用这些废物做混合材就可节省标准煤达.×万,且向大气排放的 和也分别减少.×万和.×万。 目前,立窑和回转窑仍然是水泥生产的最普遍的方式。我国的水泥生产以立 窑为主。立窑窑内煅烧温度不均匀、造成熟料质量不稳定。因此立窑生产的水泥 通常不能在要求较高的大型建筑工程中使用。立窑属半干法生产,即在生料粉中 加入~%水制成生料球后入窑煅烧,熟料单位热耗较高。回转窑生产的水泥 熟料质量稳定、能连续生产。回转窑属于湿法生产,即在生料粉中加入~% 的水制成料浆,在窑内烘干后进行煅烧,熟料单位热耗很高。新型干法水泥是以 悬浮预热和窑外分解技术为核心,生料混合均匀,生产的水泥质量稳定,但投资 相对较高。新型干法生产将生料粉直接送入窑内进行煅烧,生料含水率非常低, 节省了水泥烘干的大量热耗。因此,新型干法水泥是未来水泥发展的新方向。 发展水泥快烧技术能降低水泥生产的能耗。因为在传热速率较高的情况下, 绪论 中南人学硕士学位论文 石灰石、粘土等生料会迅速分解,生成活性较高的氧化钙、氧化硅和氧化铝,加 速了固相反应的进行,从而大大缩短熟料烧成的时问。并且,在快速煅烧状态下, 液相会提前出现,液相量也会更快增加,从而使熟料矿物提前形成,能耗降低。 大部分尾矿分解点和熔点均较低,具有促进水泥快烧的作用。 .利用铅锌尾矿作水泥原料的研究现状 传统的水泥原料除石灰石外,还有粘土、铁质原料、铝质原料、矿化剂、混 合材等。尾矿的主要化学成分为和,可用来替代粘土配制生料,尾矿 中同时还含有较高:,在代替粘土的同时也可取代传统的铁质原料和铝质原 料。尾矿大都含有大量的氧化物和丰富的微量元素,且大多数尾矿本身熔点也很 低,这些特性使得尾矿成为良好的矿化剂。尾矿经过物理化学改性激发后,水化 活性大为增加,且尾矿本身粒度细,容易磨细,如果作为混合材使用有助于提高 水泥的强度并且降低水泥粉磨电耗。 铅锌尾矿作矿化剂应用广泛,特别是在立窑水泥生产中。它的主要作用机理 ?时,、等微量成分会与熟料中的 包括如下几个方面:?在 氧化物如、等发生反应生成以中间体形式存在的含铅、锌矿物,这 使液相提前出现;?当温度继续上升至?时,含有铅锌的中间化 合物逐渐 呈现熔融状态,增加了液相量,从而使生料的易烧性得到了改善,熟料矿物提前 形成;?熟料中一部分、微量元素进入到中间相以铁相为主,在液 相量增加的同时液相粘度也有所降低,和加速溶解,提前形成:? 剩下的等微量组分则熔入到以矿为主的硅酸盐相,离子被置换出来,, 随后与反应生成,增加了矿的数量,同时导致晶格缺陷,活性 得到提高;?微量离子具有稳定矿的作用,使它在慢冷时不被分解掉。尾矿 成功应用于矿化剂的例子较多,林伟等研究了用铅锌尾矿废渣作为铁质原料生产 水泥,他们发现熟料的烧成温度降低且水泥的质量有所提高,原因是尾矿中含有 ,、微量元素和晶体降低了液相出现的温度,扩大了熟料的形成范围,从 而使熟料在低温下得以烧成【叫。刘永刚等研究利用铅锌尾矿等固废在水泥窑内 煅烧生产水泥熟料表明,在废渣如铅锌尾矿中,由于铁和微量元素生成了温度较 低的共熔相,降低了熟料烧成温度降低,热耗减少,熟料中的含量降低, 有利于水泥的安定性,对矿化产生了积极作用 .。钟明亮等曾研究利用铅锌 矿与萤石作复合矿化剂提高立窑水泥的产质量,原因是复合矿化剂在起矿化作用 的同时还有明显的助熔作用,从而降低液相出现的温度,使熟料矿物加速形成, 改善了生料的易烧性,提高了立窑的产质量【引。 铅锌尾矿还可以代替粘土,铁粉或作为铝质校正原料使用,尾矿代粘土时,中南大学硕十学位论文 绪论 的含量应当大于%,可与一般的高钙或中钙石灰石搭配,大于%, 小于%;分解点、熔点较粘土低, 同时液相粘度低,易烧性优于粘土 。当尾矿作为铁质和铝质校正原料使用时,分别要求%, %。近年来,有不少学者致力于这方面的研究取得了可喜的成果。如吴振清等 人利用铅锌尾矿代替粘土和铁质校正原料进行试生产,结果表明,熟料质量稳定, 平均抗压强度为.,和利用粘土配料时的熟料强度非常接近,基本没 有差别【 。朱建平等采用铅锌尾矿和页岩配制高硅酸盐并应用对水泥 熟料中的进行了研究,结果表明,?下可以制备出含量高达.% 的熟料,而普通硅酸盐水泥中的含量仅占%左右们。并且,高阿利特硅 酸盐水泥熟料在正常的煅烧温度情况下就能烧成,其烧成后的熟料中的最高 可达.%。用加入%的石膏的熟料制成水泥,强度很高,能达到硅酸盐水泥 .的等级要求,而掺加%和%尾矿粉后的水泥强度分别可达到普通水泥 .、.的强度要求。 尾矿在经过物理化学改性激发后,可以具备很好的水化活性,并且性能优越, 质量稳定。当作为水泥混合材使用时,金属尾矿混合材会在水泥水化中参与了二 次反应,也就是尾矿中的活性物质与熟料水化生成物进一步作用,溶解度降低的 水化硅酸钙、水化铝酸钙等具有胶凝作用的矿物得以生成,从而提高了水泥强度。 尾矿做混合材使用时,水化产物可迅速与之主要成分反应形成新生矿物, 产生强度,而不产生体积膨胀,影响安定性。并且,传统活性混合材的使用超过 一定的量时,会使水泥的凝结时间延长,这样就限制了水泥混合材的使用量,而 尾矿的参与可明显改善水泥的凝结时间。傅圣勇等在研究利用铜铅锌尾矿做混合 材试验中得到以下结果,虽然试验所用熟料的强度较低,天强度只有 左右,但实验效果仍然较好,尾矿掺量为%的试样与未掺尾矿试样的天抗 压强度的比值都在%左右,最高可达.%【】。 .铝锌尾矿作掺料煅烧水泥重金属逸放污染 利用铅锌尾矿作为水泥原料有利于节省资源和能源,但需要注意的是,随着 铅锌尾矿加入水泥原料,其中的有害组分如、、等也被引入,部分还会 在生产过程中排放出来,形成新的环境污染,其中易挥发的等元素更值得注 意。 当铅锌尾矿用于煅烧水泥熟料时,重金属会随烟气排放污染环境。我国对这 方面的研究开始较晚,许多发达国家特别重视此类问题并进行了相关研究,但对 重金属在水泥生产过程中的化学反应和排放机理的研究仍不够 深度。并且国外主 要是以回转窑作为研究对象,而我国很长一段时间内是以立窑生产为主,不同窑绪论 中南大学硕士学位论文 型的重金属排放率存在着很大的差异;此外,我国的重金属废物与国外也不相同。 因此,我国可以在借鉴国外经验的同时,结合自身的实际开展对重金属逸放污染 的研究。 重金属随水泥原料进入水泥窑后的去向主要有以下几个,?与熟料矿物相结 合;?伴随烟气以气相形式排放;?随粉尘颗粒以固相的形式排放;?在窑灰中 沉积下来。不同的重金属由于挥发性的差异,导致在水泥窑中的去向千差万别。 以装有炉篦子加热机和悬浮预热器的回转窑为研究对象,德国水泥研究对微量重 金属的挥发性进行了研究,把元素的挥发性分为四个级别,即?不挥发类,如 、、、、、、、、、、;?难挥发类,如、; ?易挥发类如;?高挥发类如。 不挥发类重金属元素可能被误认为可以完全结合到熟料中,从而 对环境的影 响甚微。实际上,这些不挥发类元素虽不能随烟气以气相形式排放,但可通过粉 尘以固相形式排放,依然会对环境造成危害。 、等难挥发类重金属的排放率在不同的窑中存在的差异较大,需要作 具体的分析。、在装有悬浮预热器的回转窑中的排放率非常毛争】,因为 窑内具有强氧化氛围,它们会在煅烧过程中分别形成硫酸盐与氯化物,并能在一 定的温度下冷凝,在窑内循环,基本不会被带出窑外。在立窑中,由于生料球对 热烟气的冷凝吸附能力远不及回转窑中的粉料,加上较低的窑内循环,所以重金 属具有较高的外排率?。我国的立窑使用仍占据了半壁江山,且相当一部分水 泥窑的收尘设备较为落后,造成重金属大量排放到空气中,造成环境污染。此外, 的排放率还与它生料中的含量密切相关,在生料中含量越高,则它的排放 比例也越高,当在生料中的含量达到?以上时,则被吸收的比 例很小【。所以,不能忽视、等难挥发元素对环境的影响。 易挥发类与高挥发类重金属元素大部分会随窑废气排放。如元素及其化 合物在水泥窑中基本上以气态的形式存在,且在任何类型的水泥窑中,尾气里都 含有大量蒸汽。因此,必须高度重视这类重金属的排放。 综上所述,必须加强处理从水泥厂排出的废气和粉尘,尽量减少重金属逸放 带来的环境危害。西方发达国家已建立较为完善的标准和法规,并实现了从重金 属产生的源头到最终产品中重金属含量的全程控制体系。如瑞士对待处理废物进 行分类,并对其中重金属含量进行限制,同时对协同处理废物的水泥窑制定了相 关大气排放标准,还限定了熟料与水泥中重金属含量【。我国对水泥窑处理废 物带来的重金属问题的研究还处在初步阶段,我国必须加快步伐实现水泥窑处理 废物的无害化。中南大学硕士学位论文 绪论 .本文研究内容和技术路线 ..研究内容 本研究课题是“十二五”国家科技支撑计划课题《废弃矿区尾矿处理与循环利 用技术及》的组成部分,主要研究铅锌尾矿作掺料制各水泥的关键技术,研 究内容如下: 铅锌尾矿作水泥易烧性试验。根据桥铅锌矿废弃尾矿库铅锌尾矿及湖 南金磊南方水泥有限公司水泥原料分析结果进行配料计算,以尾矿掺量为基准, 参考率值控制范围,采用法进行配料,配制的生料经均化、成球、煅烧, 通过对水泥熟料中和的含量和熟料分析,研究适宜的煅烧条件。 尾矿煅烧水泥熟料性能试验。在铅锌尾矿作水泥生料易烧性试验结果基 础上,参照/ 《水泥胶砂强度检验方法》进行胶砂强度实验,根据铅 锌尾矿的化学成分和活性,研究水泥中单掺铅锌尾矿对水泥性能的影响,其 胶凝性能。尾矿煅烧水泥熟料性能试验结果的基础上,根据物料平衡计算,通过 生料和熟料的、、等重金属含量,计算得出、、重金属的固化 率。 铅锌尾矿作水泥混合材试验。按照不同的配比将铅锌尾矿掺入熟料,研 究铅锌尾矿作混合材对水泥性能的影响及水泥水化的影响。 ..技术路线 根据研究内容,试验研究主要按以下五步进行,技术路线见图.。 第一步:对铅锌尾矿、石灰石等原料进行化学成分、衍射分析。通过 衍射可观察尾矿物相组成,不同的物相稳定性不同,分解点和熔点差异较大,结 合化学成分分析可大致判断尾矿及其他原料的特性,从而决定尾矿作为何种水泥 原料使用。 第二步:开展铅锌尾矿作水泥原料使用的易烧性试验。根据尾矿具有矿化作 用且能代替粘土和铁铝质原料的特性,并依据率值设计一组生料配方,在不同温 度下进行煅烧。测得熟料中的游离氧化钙并进行衍射分析,初步确定合适的 温度范围和配方。 第三步:进行铅锌尾矿煅烧水泥的性能试验和重金属固化研究。根据易烧性 试验的结果进行配方的调整和温度的选择,测定熟料样品的游离氧化钙进行 衍射分析胶砂强度试验。对所烧熟料样品中的主要重金属进行测 定,研究生料中 重金属含量和煅烧温度对重金属固化效果的影响。 第四步:用铅锌尾矿作水泥混合材试验。按照不同的尾矿掺量配 制水泥,进 绪论 中南大学硕士学位论文 行水泥产物分析和性能试验研究。 原料特性分析 ’混合材试验 .生熟料重金 配方设计 属含量测定 易瓣黼荨生料煅烧 熟料制备 固化效 物性检测、水 果分析 化分析 ’ 熟料性能 如分溅析 检测 总结 图技术路线 .? 中南大学硕士学位论文 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 .原料 ..原料来源与化学成分分析 实验所用水泥原料取自湖南南方金磊水泥有限公司,分别为石灰石、石英采 矿废石简称废石、有色金属灰渣简称灰渣和粉煤灰,所需铅锌尾矿样品 采自郴州桥口尾矿库。湖南南方金磊水泥有限公司资产总额接近亿元,水泥年 产量达到万。公司周围丰富废渣资源,为实现废渣资源化利用提供了客观 条件,如冶炼厂的有色金属灰渣、发电公司的脱硫石膏和粉煤灰,利用废渣生产 水泥不但减轻了周边的环境负担,也降低了公司的原料成本。桥口铅锌尾矿库占 地面积广,至今已堆积了上千万吨尾矿,严重影响了周围的生活环境。 原料的化学成分是水泥配方设计的最重要的依据,应详细分析。委托长沙矿 冶研究院运用化学法测定,得到原料的化学成分见表一。 表原料化学成分分析% %注:表示烧失量。 铅锌尾矿 从分析结果表?可以看出,尾矿中含量较高,可全部或部分代替废 石作为粘土质原料使用或作为水泥混合材使用,且尾矿的掺入还引入了较大量的 和,可替代灰渣和粉煤灰作铝质校正原料和铁质校正原料,同时, 尾矿带来了具有矿化作用的、、等微量元素,可改善液相性质【。另外, 尾矿中的含量并不高,有利于水泥的安定性。 钙质原料 钙质原料石灰石又叫石灰岩,主要是在浅海环境下形成的,它是中沉积岩。 其中含量最大的为方解石矿物,还含有石英、白云石、燧石等矿物杂质,是一种 具有微晶或潜晶结构的致密岩石。纯的方解石含有%的和%的, 色白。但自然界中的石灰石一般含有杂质而呈灰白、灰黑等颜色。石灰石中不均中南大学硕士学位论文 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 匀夹杂的粘土物质,如风化残积的山皮土和裂缝土,不但使石灰石成分波动大, 不利于配料,而且不利于运输、破碎和储存。石灰石中的白云石? 是熟料中氧化镁的主要来源,应控制其含量。燧石则色黑,质地坚硬,难以磨细 和煅烧,影响窑、磨产量和熟料质量。经过地质变质作用,方解石结构致密,结 晶完整、粗大【 ,晶粒往往达以上,虽然化学成分较纯,碳酸钙含量很 高,但难以煅烧。 硅质原料 水泥厂传统硅质原料以粘土为主,按其颜色来划分,可分为红土、黑壤和棕 壤、红壤和黄壤。红土中氧化硅含量较低,氧化铝及氧化铁含量较高,硅率较低, 约为.~.,铝率为~。黑土和棕壤中的粘土矿物主要是水云母和蒙脱石, 黑土碱含量在%%以下,棕壤含量在.%以下;它们的氧化硅含量较高, 硅率为..,铝率为.~.。红壤和黄壤中的粘土物质主要是高岭石,其 次是伊利石、蒙脱石等矿物。它含碱量低,硅率为.~.,铝率为~。本实 验中石英采矿废石的含量极高,但熔点很高,达?。 铁质原料 常用的铁质原料有硫酸渣、铜矿渣和低品位铁矿石等,这些原料的熔点也较 高。本实验中有色金属灰渣铁含量较高,是冶炼废渣的一种,可代替铁粉使用。 铝质原料 粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,粉煤灰是燃煤电厂排出的 主要固体废物。因铝含量较高,可用来调节水泥原料中的铝含量。因粉煤灰还具 有较好的活性,因为粉煤灰中的部分二氧化硅和三氧化二铝是以玻璃体的形式存 在的,因为这些成分在碱性环境中能发生水化反应。粉煤灰中含有游离氧化钙也 是良好的活性组分,部分粉煤灰中的硫存在于可溶性石膏中,是有利于水泥早期 强度的。粉煤灰中含有%左右的钙,对胶凝体的形成能起到积极作用【。 ..原料照片和射线衍射分析 原料照片中南大学硕士学位论文 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 图铅锌尾矿、石灰石、有色金属灰渣、粉煤灰和石英采矿废石的原料形貌图 ,,? , ’, 铅锌尾矿含水,粘结成块,呈沙粒状,粒度均匀,色灰黑;石灰石呈块状, 色灰白;有色金属灰渣色暗黑,粒度不均,硬度大;粉煤灰色灰黑,呈粉末状; 石英采矿废石为亮黄色碎石,伴有少量白色碎石。 原料衍射分析 通过对尾矿和其他水泥原料进行射线衍射,分析其衍射图谱,可大致确定各原料中所含矿物的种类。测试仪器为 .,测试条件为: 铜靶,入射线波长.纳米,滤波片,管压,管流,扫描步 长.度,扫描速度.秒/步;狭缝.:对应阵列探 图铅锌尾矿的分析铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 中南大学硕士学位论文 ? 亡 /。 图石英采矿废石的分析 ? 图?石灰石的分析 中南大学硕士学位论文 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 图有色金属灰渣的分析 ?们 日/。 图粉煤灰的分析 .从图?至图可以看出,?桥口铅锌尾矿的矿物组成有以下几个特点: 矿物组成复杂,且含有较多的不稳定矿物如,这些不稳定矿物的 结构力较弱,具有低分解点和低熔点的特点;部分尾矿中的元素存在于不稳 定矿如中,能降低分解点,且硫在氧化过程中伴随大量能量的释放,使得 尾矿具有较高的潜能。尾矿中含有各种富氧矿物如,,和 中南大学硕士学位论文 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 ,这种矿物在。以上就会发生分解反应,释放氧气,促进水 泥的充分煅烧,提高熟料质量。?石英废石中元素是以石英形式存 在,熔点很高。?石灰石的主要物相为方解石,致使生料难烧,含有 的。。白云石等是熟料中氧化镁的主要来源。?灰渣的物相非常复 杂,矿物种类成百上千且主要物相的特征峰强度不高,元素在主要的物相中 主要以形式存在,部分元素以形式存在,但灰渣的次要物相太多, 很难确定元素在这些物相中的存在形式。?粉煤灰中的元素主要 以硅酸铝 的形式存在,分解点较高,如蓝晶石在一?游离出。 化学成分测试出的某些元素并在图谱不容易找到,如铅锌尾矿的 图谱中没有找到含的物相,废石的图谱中没有找到含、、的 物相,这可能是因为他们的含量过少,且没有结合在主要矿物中。 .易烧性试验 ..易烧性 水泥生料通过煅烧形成熟料的难易程度称为生料的易烧性。易烧性的好 坏是通过测定熟料中游离氧化钙的含量来衡量的。游离氧化钙越低, 则易烧性越好,反之易烧性越差。 尾矿制备水泥易烧性的实验流程如图?所示 图生料易烧性的试验流程图 熟料制备过程仪器设备:颚式破碎机、滚筒式球磨机、型号为. 型水泥负压筛析仪、烘箱可将温度控制在~、干燥器、分析天平量 程为以上最小分度值不大于.、高温炉、坩埚、坩埚钳、石棉手套、耐 火砖。 ..原料准备 用颚式破碎机将石灰石用破碎至粒径不大于,将铅锌尾矿、粉煤 灰、 灰渣、废石和破碎后的石灰石在。的恒温箱中干燥以上,对这些原料分 别进行粉磨,每次磨左右,控制细度为筛的筛余不大于%。生料制中南大学硕士学位论文 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 备和熟料粉磨选择的磨机如下: 滚筒式球磨机:型号为 ,可一次性磨料,主要用于样品煅烧 之前生料的粉磨,见图.。 制样机:出磨物料无法达到试验细度要求,每次磨料不能超过,用于 熟料的预磨,因为行星式球磨机只能磨碎粒度较小的熟料,见图。 行星式球磨机:共分为个球磨罐,每个罐子可装料左右,主要用于 预磨后熟料的粉磨,见图.。 图滚筒式球磨机 图制样机 图.行星式球磨机 .率值的选择依据与生料配方设计 率值的选择依据 各种主要的氧化物并不是单独存在与熟料矿物的,他们之间有一定额比例关 系,称为率值。而率值是否恰到会直接影响水泥熟料的质量,必须加以严格的控 制,率值最常见的表示方法分为三种,石灰饱和系数、硅率、铝率 三个率值。 一.?.木/. / / 其中,、、、分别代表该氧化物占生料的百分比。 为了保证水泥质量,设计生料配方时, 、、必须控制在一定的范围 内,并尽量使每组率值相互协调,配和得当。我们一般将率值控制在以下范围: .~.;.~.:.~.。 ?所谓石灰饱和系数值是指熟料中吸收生成的饱和程 度。值越高,则意味在熟料中的含量也越高,但如果过高,就会造 成游离氧化钙残留过多,反而会严重的影响水泥的安定性,值过高还会加大 窑的能耗,增加成本。所以,值要适中,多数水泥厂将率值控制在.~.。铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 中南大学硕士学位论文 ?硅率值则是硅酸盐矿物在熟料中的含量与熔剂矿物在熟料中含量的比 例关系,一般用熟料的氧化硅和氧化铁,氧化铝之和的质量比来表示。如果要增 加熟料中溶剂矿物的含量,增加生料的易烧性能,则必须要降低 值,但值也 不能太低,因为这样就会造成硅酸盐矿物数量的减少,严重影响水泥的质量不。 一般将值控制为.~.较为合适。 ?铝率代表了熟料煅烧时液相粘度的大小,同时会对熟料的凝结时间产生 一定的影响,铝率高,虽然提高了早强矿物铝酸三钙的含量,但会熟料的液相粘 度就会增大,对水泥生料的易烧性产生不利的影响,但铝率降低,会使熟料煅烧 时液相粘度减小,为硅酸二钙吸收游离氧化钙提供了条件,但会易会使窑内结大 块影响窑的操作【引。一般将铝率控制在.~.。 上述关于率值的分析判断是针对传统水泥配方而言的,当尾矿掺入生料煅烧 时,由于尾矿较传统水泥原料具有较低的熔点,导致水泥生料的共熔点下降明显, 液相能在较低温度下提前出现,液相粘度也有所降低,液相量增加,有利于 和在液相中的溶解形成,提高熟料的强度,因此,可以适当的提高 值,从而煅烧出高水泥熟料,且熟料中游离氧化钙含量不高,有利于水泥的 安定性。、、三个率值要配合适当,不能过分强调某一率值。值过大 会造成生料难烧,如要改善易烧性,需要降低值,同时,值也要适当下调, 有利于降低液相粘度,不过尾矿本身具有降低液相粘度的作用,因此,需要适当 提高值,避免窑内熟料粘结成块,甚至结圈。 生料配方设计 本实验运用进行配料设计计算,先将尾矿的掺量固定后调整其他原 料配比至符合要求,操作计算格式如表?所示。 运算步骤如下: 第一步:在建立如下表格,并将原材料化学成分输入表格中对应的 位置。在格中输入“”,回车即可得到石灰石化 学成分的和值。 第二步:计算生料成分的烧失量。在对应的生料烧失量的单元格里输入 “木母牛幸”。回车即可得到生料的烧失量的值。 第三步:计算生料化学成分。在对应的烧失量的单元格罩输入。 “”,回车即可得到生料的的值。、、 和的值可通过相应单元格进行拖动获得。 第四步:计算熟料率值。在、、对应的单元格中分别输入 “一.术./.丰”、“/”、和“/” 第五步:在石灰石、铅锌尾矿、粉煤灰和灰渣对应的单元格中输入相应的数中南大学硕士学位论文 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 值,在单元格中输入“”等于后进行适配,直到取值满意 为止。 因本实验选用电阻进行煅烧,不用加煤,所以没有考虑煤灰对化学成分的 影响。 表配料计算 拍 ?以上述理论为基础,结合原料成分和特性,尽量控制较高的尾矿掺配比,基 于尾矿具有较低的分解点和熔点,适当调高值,有利于提高熟料的质量。由 于个率值需要协调变化,不能随意固定每一个率值,尽量将值和值控制在 合适的率值范围即可。据此,设计了个配方号为湖南南方金磊水泥公司的 配方,如表.所示,生料化学成分和熟料率值见表.。 表生料的原料配比% :妄竺 竺竺竺型竺苎生呈坠翌 生料编号 铅锌尾矿 石灰石 灰渣 粉煤灰 废石 中南大学硕士学位论文 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 表生料的化学成分和熟料率值%/ ..高温炉和坩埚的选择 本研究要求使用的高温炉必须耐高温并且耐急冷,目前市场上的高温炉很难 满足这一要求,为此,专门设计了一款从底部开口的高温炉,以解决耐急冷问题, 这台高温炉的额定温度为?,但实际上当温度长时间处于?以上时, 高温炉的内壁及硅钼棒容易烧坏。本实验选用的高温炉如图一所示。 试验所需坩埚也同样需要耐高温,通过反复查资料筛选,最终确定为刚玉坩 埚。易烧性试验使用半圆柱小坩埚,性能试验选用圆柱形的坩埚 选用圆柱形是为了在高温炉中能放稳,因为高温炉由于长期煅烧导致底板不 平。 图电阻炉 图.电阻炉控制器 ..煅烧制度的确定和煅烧步骤 煅烧制度的确定 在煅烧水泥熟料的过程中,温度是逐步上升的,随之发生一系列的物理化学中南大学硕士学位论文 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 反应。 当温度达到~。时,生料中的自由水分水分全部被排除,这一过程 称为干燥。 ~?,生料预热过程。 当温度上升至?时,生料脱去结合水,同时高岭土的晶体结构受到破 坏,,但活性增高。 温度继续?左右时,生料中的碳酸盐开始分解,主要是石灰石中的碳酸 钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解,物料中开始出现物料中分解生成游离态 ,和、及等发生反应,生成熟料矿物。 约。,开始形成?、?与?。 ~。:开始形成? 、 ?。 。:??形成后又分解;开始形成和 ;所有碳酸钙均分解,游离氧化钙达最高值。 ~。:大量形成和,含量达到最大值。 。左右,开始出现液相,和开始溶解和扩散,开始形成 当温度继续升高时,液相量也随之增加,液相粘度减少,不断形成,并 使小晶体逐渐发育长大,最终形成几十微米大小的、发育良好的阿利特晶体,完 成熟料的烧成过程。 传统水泥的烧成温度一般需要。以上,考虑到尾矿的掺入能使水泥的 烧成温度降低,适当将待烧温度降低,本实验生料将在。、。、。 三个温度下进行,每个温度有个配方,总共个样品。我们根据高温炉实际 升温能力进行快速升温,先取适量的生料球置于刚玉坩埚内,升至? 恒温分钟后,再分钟升至待烧温度恒温,然后迅速取出样品在空气 中急冷。 生料成球 将粉磨后的生料置于烘箱中烘干以上,温度控制为一?,然后按 调好的配方配料并充分拌匀后,边搅拌边加入%的水成球,成球粒度为 左右。 煅烧步骤: 第一步:在进行煅烧试验钱检查高温炉的工作状态是否正常,并 准备好试验 物品,如刚玉坩埚事先清洗并烘干、合适的坩埚钳、石棉手套、耐火砖等。 第二步:对刚玉坩埚进行编号用铁丝书写,将样品置于对应的刚玉坩埚 内至样品稍低于坩埚口即可,把同一煅烧制度下的样品一起放入高温炉内待烧。 第三步:打开循环冷却水开关和电源开关,结合待烧过程和高温炉性能设定 铅锌尾矿作掺料煅烧水泥的生料易烧性研究 中南大学硕士学位论文 程序后启动开始煅烧。 第四步:煅烧结束后,迅速按下炉体下降开关,并用坩埚钳夹出