水泥質(zhì)量控制1

九、水泥生產(chǎn)的質(zhì)量控制232025/8/24(三)原燃材料質(zhì)量控制與檢驗(yàn)1.水泥生產(chǎn)原材料的質(zhì)量控制

★凡以碳酸鈣為主要成分的原料都屬于石灰質(zhì)原料?！锸屹|(zhì)原料是制造硅酸鹽水泥的主要原料，主要提供水泥礦物中的氧化鈣。★石灰質(zhì)原料的種類：石灰石、泥灰?guī)r、工業(yè)廢渣如電石渣等。1）石灰質(zhì)原料成分與種類（1）石灰質(zhì)原料42025/8/24名稱品位CaOMgOR2OSO3石英或燧石石灰石一級(jí)品二級(jí)品＞48＜2.5＜1.0＜1.0＜4.045-48＜3.0＜1.0＜1.0＜4.0泥灰?guī)r35-45＜3.0＜1.2＜1.0＜4.0有害成分：MgO、R2O、游離SiO2、SO32）石灰質(zhì)原料的一般質(zhì)量要求52025/8/243）石灰質(zhì)原料質(zhì)量管理①石灰石礦山：實(shí)行計(jì)劃開(kāi)采、定期測(cè)定石灰石的主要化學(xué)成分、高低品位的礦石搭配使用、做好礦山的剝離及開(kāi)采準(zhǔn)備工作。②外購(gòu)石灰石：化驗(yàn)室應(yīng)先了解該礦山的質(zhì)量情況，同時(shí)按不同的外觀特征取樣檢驗(yàn)。③進(jìn)廠石灰石：大塊石灰石進(jìn)廠后要按指定地點(diǎn)分批分堆存放，檢驗(yàn)后搭配使用；若石灰石的成分波動(dòng)大，應(yīng)考慮石灰石的預(yù)均化。62025/8/24★凡以鋁硅酸鹽為主要成分的原料都屬于粘土質(zhì)原料?！锸侵圃旃杷猁}水泥的主要原料，主要提供水泥礦物中的氧化硅、氧化鋁和氧化鐵?！镎惩临|(zhì)原料的種類：黃土、粘土、頁(yè)巖、粉砂巖、河泥，工業(yè)廢渣如粉煤灰等。1）粘土質(zhì)原料成分與種類（2）粘土質(zhì)原料72025/8/242）粘土質(zhì)原料的一般質(zhì)量要求（表）衡量粘土的質(zhì)量主要看：粘土的化學(xué)成分(硅酸率、鋁氧率)、含砂量、含堿量等。名稱品位npMgOR2OSO3一級(jí)品2.7-3.51.5-3.5＜3.0＜4.0＜3.0二級(jí)品2.0-2.7或3.5-4.0不限＜3.0＜4.0＜3.082025/8/24①進(jìn)廠前：原料礦床應(yīng)分層取樣，測(cè)定其化學(xué)成分，按不同品位分區(qū)分層開(kāi)采。表層土和雜質(zhì)先剝離，后開(kāi)采。3）粘土質(zhì)原料質(zhì)量控制與管理②進(jìn)廠后：應(yīng)按時(shí)取樣，每批進(jìn)行一次全分析，主要控制硅酸率(n)和鋁氧率(p)：n≈2.7～3.1，p≈1.5～3.0，此時(shí)氧化硅含量相應(yīng)為55％～72％（一般氧化硅含量>60%）。n、p不符合要求時(shí)，需要加校正原料。92025/8/24②進(jìn)廠后(續(xù))：粘土中應(yīng)盡量不含碎石、卵石，粗砂含量應(yīng)小于5.0％。堿含量小于4.0％。有10d以上的儲(chǔ)量。粘土質(zhì)原料在生料中配比約占15％～20％。有害成分102025/8/24★用以補(bǔ)充水泥生產(chǎn)原料中某些成分不足的原料稱為校正原料，主要有以下三種：（3）校正原料1)鐵質(zhì)校正原料：氧化鐵含量大于40％。常用的有硫鐵礦渣(即鐵粉)，主要成分為Fe2O3，含量一般大于50％。進(jìn)廠后應(yīng)分批存放，每批一次全分析，先檢驗(yàn)后使用。應(yīng)有10d以上的儲(chǔ)量。112025/8/242)硅質(zhì)校正原料：SiO2含量在70％～90％。常用的如石英砂、砂巖、河砂、粉砂巖等。3)鋁質(zhì)校正原料：Al2O3含量大于30％，常用的有煤渣、煤矸石、鋁礬土等。4)螢石：可以改善易燒性，主要成分為CaF2，其含量在60％～90％的范圍內(nèi)，用作礦化劑。進(jìn)廠后要分批堆放，每批檢驗(yàn)一次(CaF2)。螢石應(yīng)有15d的貯存量。入磨螢石的粒度最好小于20mm。122025/8/245)石膏：主要成分是CaSO4。進(jìn)廠一批取樣化驗(yàn)一次，通常測(cè)定附著水、結(jié)晶水和三氧化硫，其他項(xiàng)目由供需雙方商定。進(jìn)廠后要分批堆放，每批檢驗(yàn)一次。應(yīng)有20d的貯存量。用途：既可作為緩凝劑，調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，也可作為礦化劑，對(duì)提高熟料質(zhì)量和產(chǎn)量有明顯效果。在礦渣水泥中，它還是礦渣的活性激發(fā)劑，可以增加礦渣水泥強(qiáng)度。132025/8/24原料名稱主要提供的成分配比（%）石灰質(zhì)原料CaO~80粘土質(zhì)原料SiO2、Al2O3少量Fe2O310~15校正原料鐵質(zhì)校正原料Fe2O3硅質(zhì)校正原料SiO2鋁質(zhì)校正原料Al2O3外加劑礦化劑晶種助磨劑如：CaF2熟料生產(chǎn)硅酸鹽水泥所用原料142025/8/241）燃料種類我國(guó)水泥工業(yè)常用煙煤、無(wú)煙煤、褐煤和焦炭。不僅供給熟料燒成所需的熱量，其灰分絕大部分落入熟料中，從而影響水泥熟料性質(zhì)。也是一種原料無(wú)煙煤：干燥無(wú)灰基的揮發(fā)分含量小于10％，收到基低位熱值一般為20900～29700kJ／kg。著火溫度為600℃～700℃，是立窯煅燒熟料的主要燃料。（4）燃料152025/8/24煙煤：干燥無(wú)灰基揮發(fā)分含量為15％～40％，其收到基低位熱值一般為20900～31400kJ／kg。著火溫度為400～500℃。是回轉(zhuǎn)窯煅燒熟料的主要燃料。2）預(yù)分解窯對(duì)燃料的質(zhì)量要求①低位熱值＞21000kJ／kg；②揮發(fā)分＞18％；③細(xì)度控制：0.08mm方孔篩篩余量＜15%；④水分不超過(guò)1.0％162025/8/243）燃煤質(zhì)量的評(píng)價(jià)可用元素分析，也可用工業(yè)分析的結(jié)果，水泥企業(yè)一般用煤的工業(yè)分析方法?！蠲旱墓I(yè)分析主要包括測(cè)定煤的水分、灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量以及固定碳的計(jì)算。GB/T212—2008煤的工業(yè)分析方法172025/8/242.水泥生產(chǎn)混合材的質(zhì)量控制（混合材料的作用）(1)活性混合材凡是天然的或人工制成的礦物質(zhì)材料，加水后本身不硬化，但與石灰加水調(diào)和成膠泥狀態(tài)，不僅能在空氣中硬化，并能繼續(xù)在水中硬化，這類材料稱為活性混合材或水硬性混合材。生產(chǎn)通用水泥時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定活性混合材主要有：P52-54①?；郀t礦渣、?；郀t鉻鐵渣、粒化高爐鈦礦渣。②粉煤灰。③火山灰質(zhì)混合材。182025/8/24(2)非活性混合材指活性指標(biāo)不符合以上技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料、?；郀t礦渣以及石灰石、砂巖、生頁(yè)巖等。目前生產(chǎn)普通水泥、混合水泥時(shí)才使用非活性混合材。192025/8/243.有關(guān)質(zhì)量控制參數(shù)的確定P48

(1)取樣方法：應(yīng)使所取樣品具有實(shí)際生產(chǎn)的代表性和取樣的可行性。取樣方法有連續(xù)取樣法、瞬時(shí)取樣法兩種。如要檢驗(yàn)?zāi)骋浑A段內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量，則可在一段時(shí)間內(nèi)取平均樣，即連續(xù)取樣法，如每天的生料、水泥、出窯熟料等。如要控制某工序的操作穩(wěn)定性，應(yīng)取瞬時(shí)樣，如出磨生料CaCO3滴定值、出窯熟料的f—CaO含量以及原燃材料的取樣等。202025/8/24(2)、取樣次數(shù)與檢驗(yàn)次數(shù)：對(duì)質(zhì)量控制的準(zhǔn)確性關(guān)系極大。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生中的技術(shù)要求和質(zhì)量波動(dòng)情況來(lái)確定。見(jiàn)課本43-44頁(yè)。

212025/8/24(3)、檢驗(yàn)方法

：應(yīng)選擇簡(jiǎn)單、迅速、準(zhǔn)確的檢驗(yàn)方法。現(xiàn)在，傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法很難全部滿足上述要求，儀器分析方法越來(lái)越多的應(yīng)用在水泥質(zhì)量控制中。如鈣鐵煤分析儀、全煤分析儀、X熒光分析儀等。222025/8/24(四)生料質(zhì)量控制與檢驗(yàn)1、水泥生料

由石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料和鐵粉按一定配比混合，經(jīng)立磨磨制到一定細(xì)度而得。下一環(huán)節(jié)將進(jìn)行煅燒。2、水泥生料質(zhì)量控制

生料的質(zhì)量控制是針對(duì)三個(gè)部分：入磨生料、出磨生料和入窯生料，其質(zhì)量控制要求各有不同。232025/8/243、水泥生料質(zhì)量控制（1）.入磨生料的控制項(xiàng)目入磨物料的配比、粒度、水分等。(水分的測(cè)定P55)（2）.出磨生料及入旋風(fēng)筒生料的控制項(xiàng)目

氧化鈣、氧化鐵、（或碳酸鈣滴定值）、

細(xì)度、三個(gè)率值等。（3）.入窯生料的控制項(xiàng)目指標(biāo)

出磨生料的調(diào)配、均化、CaCO3分解率等。工藝員根據(jù)配料計(jì)算通知各種原料的用量入磨物料粒度一般為25～30mm左右烘干兼粉磨時(shí)，物料平均水分一般＜6.0%目標(biāo)值±0.5%，合格率＞80%2425262025/8/24

測(cè)定碳酸鈣滴定值的意義

水泥生料的主要成分是石灰石，提供所需的CaO量，以確保熟料中形成足夠的C3S和C2S?？刂粕现蠧aO含量，亦即控制KH(石灰石飽和系數(shù))控制生料成分的均勻性是對(duì)生料質(zhì)量控制的主要項(xiàng)目之一水泥生料中碳酸鈣滴定值的測(cè)定

生料碳酸鈣滴定值的檢測(cè)方法

1、檢測(cè)原理

生料試料中加入過(guò)量的已知濃度的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，加熱煮沸使碳酸鹽完全分解。剩余的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，以酚酞為指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定，根據(jù)鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的實(shí)際消耗量，計(jì)算碳酸鹽的含量，以TCaC03表示，即碳酸鈣滴定值?；瘜W(xué)反應(yīng)式如下：

CaC03+2HCl→CaCl2+H20+C02

MgCO3+2HCl→MgCl2+H20+C02

HCl(剩余)+NaOH→NaCl+H20

2、檢測(cè)步驟

準(zhǔn)確稱取約0.5g生料試樣，置于250mL錐形瓶中，用少量水沖洗瓶壁使試料潤(rùn)濕。用滴定管準(zhǔn)確加入20.00mL，0.5000mol／LHCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，搖蕩，使試料分散。置于電爐上加熱至沸后，繼續(xù)保持微沸2～3min。取下，用少量水沖洗瓶壁，稀釋。加2～3滴酚酞指示劑(10g／L)，用0.2500mol／LNaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至微紅色，30s內(nèi)不褪色為終點(diǎn)。

292025/8/24(3)計(jì)算

wCaCO3=×100式中——生料碳酸鈣滴定值(％)；C——HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L)；C1——NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L)；V——加入HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(m1)，V1——滴定時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(ml)；MCaCO3——CaCO3的摩爾質(zhì)量(g／mol)＝100.0g／mol；m——試樣質(zhì)量(g)。當(dāng)C-=0.5000mol／L、V=20.00mI、C1=0.2500mol／L和m=0.5000g固定不變時(shí)，計(jì)