煤矸石替代高铝土作为水泥生产原料配料研究-- 红星机器

随着现代水泥技术的进步，采用煤矸石替代高铝土成为水泥生产原料的重要配料方式，使用煤矸石破碎机先对原料进行粉碎，然后才能使用。本文，我们将就此问题进行深入研究。

煤矸石

水泥厂生产概况

某水泥厂预分解窑水泥生产线在使用煤矸石配料前，采用石灰石、铜矿渣、砂岩、高铝土四组分配料，回转窑平均日产达3850t，3d熟料强度30MPa以上，28d强度58MPa以上，熟料综合标准煤耗112kg/t左右，一吨熟料余热发电27kWh左右。其发电量偏低的原因主要是系统C1筒废气出口温度在290℃左右，低于系统的设计温度340℃，严重制约了窑尾SP炉的产气量。下表是该水泥生产线主机配置情况。

水泥生产线主机配置

回转窑

煤矸石的配料应用

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废弃物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。不同地域、不同矿点的煤矸石的化学成分有较大区别。公司采用当地煤矿筛选出的煤矸石进行应用试验，其化学成分与高铝土非常接近（见下表），且热值相对稳定在6300kJ/kg左右，在配料上取代或部分取代高铝土是完全可行的。目前公司采用煤矸石代替部分高铝土的5组分配料方案，由于自动配料系统只能自动运算4组分配料，因此将铜矿渣采用固定外掺2%（其化学成分比较稳定）。经过多次调整配比，得到优化后的配料方案，见下表。

原材料化学成分质量分数

采用煤矸石配料系统变化

采用煤矸石代替部分铝矾土配料前后（煤矸石掺量控制在6%左右）窑系统参数对比见下表。

窑系统主要参数对比

从上表中可以看出：C1筒出口废气温度上升了40～50℃，分解炉出口温度稳定但略有下降；窑头窑尾用煤可以立即减少0.5～2t/h。其他参数无变化。这主要是生料中掺入煤矸石，可燃成分在预热器系统中燃烧后，使生料在进入分解炉前得到了较好的预热和分解所致。

水泥生产线

针对采用煤矸石配料后回灰量大、热量控制不稳定的问题，公司采取了相应措施：加强了辅料堆场的均化；改造了C1筒内筒的长度，提高了C1筒收尘效率；为提高系统通风量，烟室拱顶直角改为斜角，下料斜坡浇注料从350mm减薄为250mm，增加了烟室通风面积；分解炉缩口直径也由1950mm扩大到2050mm，以降低系统阻力。

采用煤矸石配料后，该烧成系统的运行指标均有很好的改善，见下表。

煤矸石使用前后各项能耗指标对比