脱硫煤灰在水泥配料中的应用

朱江春

脱硫煤灰在水泥配料中的应用

Application of Desulfurized Coal Ashh in Proportion of Raw Materialss

朱江春

1 引言

脱硫煤灰在水泥中作为缓凝剂的应用国内外学者已进行了广泛的理论探讨［1-2]和实验室实验［3-4］，这些研究成果对于水泥生产企业有很大的指导意义。脱硫煤灰在水泥中用作缓凝剂存在很大的困难，其成分和物理、化学性质与石膏和粉煤灰有很大的差别［5-6］，在研究和应用中必须注意到这一特点。

笔者所在的公司很早即对这一问题进行了研究和总结，现简述如下。

2 小磨实验研究

通过小磨实验来确定适宜的配比方案，为试产和正式生产提供数据依据。

2.1 实验原料的化学成分

实验采用浙江某地的电厂脱硫煤灰，熟料为海螺水泥生产的硅酸盐水泥熟料，原料的化学成分见表1。炼化化工厂脱硫煤灰，烧失量明显偏大，SO3只有正常石膏的一半。因此，在应用时，必须控制用量，否则烧失量过大，不符合国家水泥质量控制要求。SO3含量较少，单独使用，则用量偏大。炉渣为本地电厂锅炉炉渣，煤灰为本地电厂煤灰。

2.2 小磨实验方法

原料化学组分实验时用脱硫煤灰部分或全部代替石膏，并掺加混合材，小磨粉磨30min，测试初凝时间和终凝时间，以比较对凝结时间的影响，测定标准稠度需水量，测试3d和28d水泥强度。

2.3 测定结果和分析

2.3.1 测试凝结时间

数据见表2。方案1、方案2脱硫煤灰在凝结时间控制上能够起到相当的作用，效果明显，和石膏作用不相上下，初凝终凝的时间差相对稳定；方案3、方案4表明脱硫煤灰质量百分比含量在凝结时间控制上能够起到相当的作用，效果明显，增加脱硫煤灰质量百分比含量，可以延长初凝终凝的时间；方案5～7表明脱硫煤灰质量百分比含量在凝结时间控制上能够起到相当的作用，效果明显，增加脱硫煤灰质量百分比含量，可以延长初凝终凝的时间。根据本地客户要求和公司的质量目标，初凝控制在200min以下，因此，脱硫煤灰的用量不宜太多，3%以下较好。

2.3.2 测试水泥强度

数据见表3。脱硫煤灰对水泥的3d和28d抗压抗折强度有影响，从对比方案6与7来看，早期强度偏低，后期影响不大。在3%以下，对早期强度影响较小，因此，脱硫煤灰用量控制在3%较为适宜。

3 试产和正式生产中的应用结果和出现的问题及

表1 原料的化学成分，%

3.1 出磨水泥的SO3的波动频繁且范围大

这是刚开始生产时出现的问题，对此，采用多种措施：（1）严格原料检验和使用，减少SO3的波动，采用（分库专门存放，和原来煤灰分开）多库存放，根据来料检验结果进行分类入库；（2）生产时严格控制煤灰库仓位；（3）保证计量准确性；（4）合理计算其用量与煤灰、石膏搭配使用，稳定SO3的大小。根据我公司水泥生产工艺过程质量控制检测频次2h一次，实验方法采用离子交换法测定出磨水泥的SO3，数据曲线见图1。从中可以看出，现在出磨水泥的SO3波动范围减小，次数也减少了，对整月统计可获得更理想的水泥质量。

3.2 采用的措施有磨外淋水降温

水泥在使用过程中有可能出现假凝或急凝现象，原因可能有：（1）粉磨温度过高，超过120℃，使二水石膏脱水为半水石膏；（2）在配料中某些原料的C3A、R2O、fCaO含量过高；（3）石膏掺加量不足，或者某些矿化剂、助磨剂使用不当［5］。针对第一种情况，需要控制出磨水泥温度。对于现在的生产工艺流程，增加磨外淋水降温控制，通过淋水带走磨机筒体表面大部分热量，降低出磨水泥温度，从而解决了问题（表4）。

表2 凝结时间

表3 水泥强度

图1 SO3的数据曲线

表4 出磨水泥最高温度，℃

4 小结

（1）脱硫煤灰使用量不能太高，否则对凝结时间和早期、后期强度之间的增进有较大影响。具体表现为随着百分含量的增加，凝结时间明显延长，早期强度下降明显，后期强度变化不大。

（2）因为脱硫煤灰含SO3，必须采用专门的库单独存放脱硫煤灰，严格按照配比确定的掺量配料，从而稳定水泥质量。

（3）实际生产中必须稳定脱硫煤灰库位，防止库较空时流量过快引起冲料现象。加强对脱硫煤灰秤的计量管理，定期进行标定，确保计量准确。

（4）脱硫煤灰价格比其他石膏便宜18～20元/t，降低了成本，其经济效益明显。

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