提高P·C32.5水泥炉渣和石灰石掺量的试验研究

付宜新

1 引言

大连水泥厂2011年生产的P·C32.5水泥混合材为矿渣、石灰石、石膏、矿渣粉，不加助磨剂，2011年P·C32.5水泥配比及配料成本见表1。

由表1看出，由于石灰石取自自备矿山，成本最低，而矿渣、石膏、矿渣粉均是外购，价格较贵，其中矿渣粉价格甚至高于熟料成本，水泥配料成本达到202.56元/吨。寻找低价格原料代替高价矿渣、矿渣粉，最大限度提高低价石灰石掺量，是降低成本的有效途径。据调查，本地的炉渣价格为60～70元/吨，是活性混合材，并且货源较充足。本文一方面探讨如何利用炉渣代替部分矿渣、矿渣粉生产合格P·C32.5水泥，另一方面探讨加助磨剂最大限度提高石灰石掺量生产合格P·C32.5水泥。

由于水泥中石灰石掺量较大时，与矿渣、矿渣粉等比较，石灰石会明显地降低水泥后期强度。但有研究表明[1]，一些有机醇胺类物质对高石灰石掺量水泥具有后期增强的作用，而大连水泥厂用的助磨剂就是有机醇胺类物质。本文将对加此种助磨剂提高P·C32.5水泥上述掺量进行试验研究。

2 利用炉渣代替部分矿渣及矿渣粉

生产P·C32.5水泥小磨试验

2.1 试验材料

熟料是大连水泥厂正常生产的熟料，石灰石取自大连水泥厂自备矿山，石膏、矿渣、矿渣粉、炉渣为外购，各原料化学成分见表2。

2.2 小磨试验

将熟料、石膏、石灰石、矿渣、炉渣、矿渣粉按不同比例配制5kg混合料，不加助磨剂，在实验室小磨进行粉磨，用粉磨后的P·C32.5水泥做胶砂强度试验。P·C32.5水泥炉渣复掺小磨试验情况见表3。

从表3看出，不加助磨剂，小磨试验石灰石最高加到6%，水泥强度无法达到P·C32.5水泥标准要求。从表3序号2～6可以看出，炉渣与矿渣比例达到2：1，炉渣加到20%，混合材总量加到35%，也能生产出合格的P·C32.5水泥；从表3序号3～4可以看出，加5%矿渣粉代替熟料，可使水泥3d抗压强度降低2.4MPa，28d抗压强度几乎没有提高；从表3序号4～5看出，加5%矿渣粉代替矿渣，可使水泥3d抗压强度降低6.3MPa，28d抗压强度降低11.2 MPa。所以，从小磨试验结果看，加矿渣粉对水泥强度没有提高。

2.3 大磨试验

根据小磨试验结果，炉渣与矿渣2：1搭配，炉渣加到20%，石灰石加到5%，也可达到P·C32.5水泥标准要求。但实际生产中，矿渣与炉渣搭配一起进入干燥窑烘干，由于炉渣水分高达15%～20%，粘性较大，易堵塞篦子，所以，炉渣与矿渣按1：1或1：2比例搭配，石灰石按5%、6%试验，矿渣粉按0%、5%、7%试验。试验结果见表4。

从表4大磨试验结果可以看出，不加助磨剂，矿渣加15%，炉渣加15%，石灰石加到6%，不加矿渣粉，也能生产出合格的P·C32.5水泥。

3 加助磨剂，提高P·C32.5水泥石灰石掺量

加1‰助磨剂，不加矿渣粉，不同矿渣、炉渣、石灰石比例，在大磨分别试验P·C32.5水泥，试验结果见表5。

从表5编号1～3看出，加助磨剂，炉渣加20%，矿渣加10%，石灰石加6%，可以生产合格P·C32.5水泥；从编号3～8看出，加助磨剂，矿渣、炉渣各加15%不变，石灰石从6%加到8%，3d强度略有降低，28d强度略有增加；编号9～10是用冬储熟料进行试验，由于储存时间较长，强度有不同程度降低，使10号试验3d、28d强度较低，但也达到了P·C32.5水泥标准要求。若用正常生产熟料，加助磨剂，矿渣、炉渣各加15%，石灰石加到9%，也能生产出合格P·C32.5水泥。根据9号试验的强度看，石灰石加到10%，也能生产出合格P·C32.5水泥，且加助磨剂更有利于水泥磨定额的提高。

表1 2011年P·C32.5水泥配比及配料成本

表2 原料化学成分，%

4 实际生产中的特殊情况

（1）实际生产中根据炉渣的粒度、水分、粘性情况，调整炉渣与矿渣比例。只要矿渣和炉渣能混合进入干燥窑，尽量提高炉渣比例，炉渣与矿渣比例在2：1、3：2、1：1、1：2之中调整。

（2）在实际生产中，由于夏季矿渣、炉渣进厂水分很大，并且若两台磨同时生产P·C32.5水泥，矿渣、炉渣用量大，干燥窑烘干能力不够，烘干后的物料水分高，使磨机定额大幅度降低，磨机运转不正常。矿渣、炉渣掺量各减到13%，石灰石掺量调到7%，磨尾加3%矿渣粉、3%窑灰，才能使磨机运转正常，定额达到正常水平，水泥强度也合格。此配料生产的P·C32.5水泥强度如表6。

5 经济效益分析

以上几种P·C32.5水泥配料的配料成本见表7。从表7中可知，方案5降低成本最多，比2011年水泥成本降低了26.61元/吨。如每年生产13万吨P·C32.5水泥，年可降低成本约346万元，效益非常可观。若矿渣、炉渣水分都较大，无法正常生产时，可采用方案6，比2011年降低成本23.63元/吨，年可降低成本约307万元。若采用不加助磨剂的方案2，比2011年降低成本26.24元/吨，年可降低成本约341万元。若方案7可行，水泥磨可正常生产，石灰石加到9%，窑灰加3%，水泥成本将比2011年降低27.72元/吨，年可降低成本约360万元。

表3 PC32.5水泥炉渣复掺小磨试验情况

表4 未加助磨剂炉渣复掺大磨试验结果

表5 加助磨剂后不同比例石灰石大磨试验结果

表6 加助磨剂，加窑灰大磨试验结果

表7 几种P·C32.5水泥配比及配料成本

6 结语

（1）不加助磨剂时，若要生产合格P·C32.5水泥，可将炉渣与矿渣按1：1比例，炉渣与矿渣各加到15%，石灰石加到6%，熟料59%，水泥配料成本比2011年降低26.24元/吨。

（2）加助磨剂后，若要生产合格P·C32.5水泥可将炉渣与矿渣按1:1比例，炉渣与矿渣各加到15%，石灰石加到9%，熟料56%，水泥配料成本比2011年降低26.61元/吨，并且加助磨剂更有利于水泥磨定额提高。

（3）在夏季，炉渣和矿渣水分较大，无法大量加炉渣时，可以将矿渣、炉渣、石灰石各减少2%，在磨尾加3%矿渣粉和3%窑灰，并加助磨剂，水泥成本比2011年降低了23.63元/吨。

（4）加助磨剂生产P·C32.5水泥，石灰石掺量还有提高潜力，预计可加到10%。

[1]张大康,明金龙,冯方波.高石灰石掺量水泥专用助磨剂试验研究[J].水泥，2012（5）：5-8.■