石煤代粘土配料水泥熟料烧成试验研究

论文摘要

在我国能源消费中，煤炭资源是最主要的组成部分。近些年，我国的煤炭消耗量居高不下，一度出现了电煤紧缺的情况。然而大量的劣质的石煤被弃置不用，即使少数被利用的石煤也由于灰渣排量熟料惊人，而且燃烧过程中硫排放污染大气环境，造成了巨大的社会和经济损失，从而导致大量的人力物力资源被不合理的利用。因此要解决这种现状就必须转变思想，从开发新的石煤的利用的方法着手进行石煤资源的利用。从根本上解决石煤的充分合理利用以及污染物的控制，继而使我国煤炭经济更好的迎合循环经济的要求。根据我国石煤的地理分布特征，分别在我国的浙江，湖南，广西以及甘肃等省的主要石煤产地选取6种石煤进行试验分析。通过对石煤的化学分析，以及XRD分析，可以清楚的看到，石煤的化学成分以及矿物组成都与水泥生产中的粘土质原料极为相近，因此将石煤应用于水泥生产是完全有可能的。此外，石煤本身具有一定的发热量，这样还可以为水泥煅烧提供一定的热量，从而达到节约水泥煅烧煤耗的目的。本试验中，结合新型干法回转窑水泥煅烧的要求，采用了递减试凑法先对生料进行计算配比，将生料的率值规定在KH=1.000，SM=3.1，IM=1.3上，根据各种原料的化学分析对生料进行配制，然后进行粉磨和煅烧。在粉磨过程中，还对生料进行了初步的易磨性分析。为了选择合理的煅烧制度，本试验中对生料进行了1250℃，1300℃，1350℃，1400℃，1450℃等几个煅烧温度的试验。从这些煅烧温度下得到较为合理的煅烧制度。通过试验表明，随着温度的升高，烧成的熟料在外观上可以清楚的看到液相的逐渐增多，颜色也逐渐加深，并最终在1350℃时与实际水泥生产的熟料的外观一致。当煅烧温度达到1350℃时，熟料的游离氧化钙含量已经大大减少，达到了1％以下。通过对熟料的XRD分析也可以清晰的看到，熟料中的各种矿物组成已经趋于一致，且变化随温度的升高已经不大。通过对熟料的XRD试验分析，可以得知，本试验中所得到的熟料中的矿物成分与实际的水泥生产中的矿物成分没有明显差别，而且在对其进行定量XRD分析的时候，可以发现熟料中C2S、C3S、C3A、C4AF矿物含量已经达到了合理的组成比例，能够实现并达到水泥熟料的生产要求。最后对熟料的抗压强度进行试验分析。通过试验可以看出本试验中煅烧的熟料强度在很大程度上都已经接近或者超过了现有水泥厂生产的熟料的标准，而且本试验中的熟料中含有更多的C2S，因此可以推断出这些熟料在后期的强度上会有更大的发展。因此可以得出，本试验所煅烧的熟料是完全可以对生产有推动作用的。由此看见，石煤代粘土进行熟料的煅烧是完全可行的。而且从经济上，由于石煤本身有热值，从而可以减少原煤的使用，而且利用石煤替代粘土配制生料可以大大减少水泥工业中对粘土的使用，从而保护了我国珍贵的耕地资源。而且石煤燃烧所产生的大量灰渣也得到了合理妥善的解决。本试验中的设想，从各方面来讲都值得对其进行推广和发展，但是如果将石煤完全融入现实生产当中，仍需要对其进行更深入的研究和改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 我国一次能源状况以及石煤资源现状
• 1.2 石煤的特性
• 1.2.1 石煤概况
• 1.2.2 石煤的物质组成和岩石类型
• 1.2.3 石煤的物理化学性质
• 1.2.4 石煤利用现状
• 1.2.5 石煤在水泥生产中的应用
• 1.2.6 石煤替代粘土生产水泥熟料的意义及难点
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 石煤特性及其他原料特性分析
• 2.1 石煤的化学分析及矿物分析
• 2.1.1 石煤化学分析
• 2.1.2 石煤的XRD矿物分析
• 2.1.3 石煤工业分析及元素分析
• 2.2 石煤熔融特性
• 2.3 其他原料的成分分析
• 本章小结
• 第三章 石煤代粘土生料配制
• 3.1 生料配方设计
• 3.2 生料配比制备
• 3.2.1 原料预均化
• 3.2.2 生料配制
• 3.3.3 生料成品的成分分析
• 本章小结
• 第四章 水泥熟料煅烧试验研究
• 4.1 水泥熟料的煅烧
• 4.1.1 水泥熟料烧成基本过程
• 4.1.2 试验热工参数确定
• 4.1.3 试验设备及试验方法
• 4.2 熟料煅烧结果分析
• 4.2.1 熟料的外观特征
• 4.2.2 熟料的化学成分分析
• 4.3 生料的易烧性分析
• 4.3.1 煅烧温度对熟料中游离CaO含量的影响
• 4.3.2 不同石灰石配料的生料易烧性
• 4.4 熟料固硫特性
• 本章小结
• 第五章 熟料矿物成分分析
• 5.1 熟料中主要矿相
• 5.2 熟料XRD分析
• 5.2.1 广西上林石煤熟料各工况下XRD分析
• 5.2.2 浙江诸暨石煤熟料各工况下XRD分析
• 5.3 熟料XRD定量分析
• 本章小结
• 第六章 熟料静浆抗压强度特性
• 6.1 熟料矿物水化概述
• 6.1.1 硅酸三钙水化
• 6.1.2 硅酸二钙水化
• 6.1.3 铝酸三钙及铁铝酸四钙水化
• 6.2 熟料抗压强度试验
• 6.3 诸暨石煤掺尾矿作矿化剂熟料的特征
• 本章小结
• 第七章 石煤代粘土烧制熟料的技术可行性及效益分析
• 7.1 技术可行性分析
• 7.2 效益估算
• 第八章 全文总结
• 参考文献
• 致谢