【文章內容簡介】 液相粘度，有利于熟料形成，還能改善熟料色澤。多余的氧化鎂結晶出來呈游離狀態(tài)的方鎂石存在。方鎂石的水化速度比游離氧化鈣更為緩慢，水化生成氫氧化鎂時，體積膨脹148%，會導致安定性不良。方鎂石膨脹的嚴重程度與其含量、晶體尺寸有關，國家標準規(guī)定，熟料中氧化鎂含量應小于5%，但如水泥經(jīng)壓蒸安定性檢驗合格，熟料中氧化鎂含量可允許放寬到6%。 硅酸鹽水泥熟料的率值硅酸鹽水泥熟料中各氧化物之間的比例關系的系數(shù)稱作率值。 硅酸鹽水泥熟料中各氧化物并不是以單獨狀態(tài)存在，而是由各種氧化物化合成的多礦物集合體。因此在水泥生產(chǎn)中不僅控制各氧化物含量，還應控制各氧化物之間的比例即率值。在一定工藝條件下，率值是質量控制的基本要素。因此，國內外水泥廠都把率值作為控制生產(chǎn)的主要指標，我國主要采用石灰飽和系數(shù)（KH）、硅率（n）、鋁率（p）三個率值。 硅酸率硅酸率表示水泥熟料中SiO2與Al2OFe2O3之和的比值，也 表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物的比例。常用n或SM表示。硅酸率高，硅酸鹽礦物含量多，熟料質量高，但燒成困難；硅酸率低，液相量多，易燒性好，但熔劑礦物高，硅酸鹽礦物減少，會降低熟料強度，n過低時易結大塊?！?鋁氧率又稱鋁率或鐵率，表示熟料中氧化鋁和氧化鐵之比，也表示熟料熔劑礦物中C3A與C4AF的比例。用p或IM表示。p值的大小，一方面關系到熟料水化速度的快慢，同時又關系到熟料液相的粘度，從而影響以熟料煅燒的難易。p高，C3A高，C4AF降低，水泥趨于早凝早強，但液相粘度大，不利于C3S形成；p低，C3A低，C4AF提高，水泥趨于緩凝，早強低，煅燒時液相粘度小，有利于C3S形成，但過低時易結大塊?！?。 石灰飽和系數(shù)（KH）石灰飽和系數(shù)表示熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣的需的氧化鈣含量與氧化硅生成硅酸三鈣所需氧化鈣最大含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和形成硅酸三鈣的程度。，熟料中的礦物為C3S、 C2S 、C3A、C4AF；、 C2S 、C4AF、C2F。當p＜，石灰飽和系數(shù)的表達式為：KH＝1時，熟料中硅酸鹽礦物全部為C3S，KH＝2/3＝，硅酸鹽礦物全部為C2S，～1之間。KH高，C3S含量多，有利于提高水泥質量，但煅燒困難，熱耗高，易產(chǎn)生f－CaO。KH低則C2S高，易燒性好，水化熱低，但水泥凝結硬化慢，早期強度低。為保證熟料質量，同時不出現(xiàn)過量f－CaO，～。石灰飽和率（LSF）在國外，尤其是歐美國家大多采用石灰飽和率LSF來控制生產(chǎn)，用于限定水泥中的最大石灰含量，其表達式為：LSF的含義是熟料中CaO的含量與全部酸性組分需要結合的CaO含量之比，一般LSF高，水泥強度也高?！?，～?！」杷猁}水泥熟料礦物組成的計算 　　熟料的礦物組成可用儀器分析，如巖相分析、X射線分析的紅外光譜等分析測定，也可用計算法，根據(jù)化學成分或率值計算。 　　根據(jù)熟料化學成分或率值計算所得的礦物組成與實際情況有一定出入，但計算結果一般已能說明礦物組成對水泥性能的影響，仍然得到廣泛應用。 　　　化學法 　　其計算公式如下： C3S＝（3KH－2）SiO2C2S=（1－KH）SiO2當IM＞，C3A＝（Al2O3－）C4AF＝ Fe2O3當IM＜C3A＝（Fe2O3－ Al2O3）C4AF＝ Al2O3　代數(shù)法當IM＞：C3S＝－－－－C2S＝＋＋＋－＝－C3A＝－C4AF＝CaSO4＝當IM＜：C3S＝－－－－C2S＝＋＋＋－＝－C4AF＝C2F＝（F－）　　CaSO4＝　　　熟料化學組成、礦物組成與率值的換算 由礦物組成計算率值SiO2＝n（Al2O3＋Fe2O3）CaO＝∑－（SiO2＋Al2O3＋Fe2O3） 由率值計算礦物組成∑＝CaO＋SiO2＋Al2O3＋Fe2O3C4AF＝C3A＝(－)Fe2O3C2S＝(P＋1)（1－KH）Fe2O3C2S＝(P＋1)（3KH－2）Fe2O3 水泥生產(chǎn)的主要原料 生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的主要原料有石灰質原料和黏土質原料。 　石灰質原料 凡是以碳酸鈣為主要成分的原料都屬于石灰質原料。它可分為天然石灰質原料和人工石灰質原料兩類。水泥生產(chǎn)中常用的是含有碳酸鈣(CaCO3)的天然礦石。 石灰質原料的種類和性 （1）石灰石：是由碳酸鈣組成的化學與生物化學沉積巖。 主要礦物：為方解石（CaCO3）微粒組成，并常含有白云石（CaCO3MgCO3）、石英（結晶SiO2）、燧石（又稱玻璃質石英、火石，主要成分為SiO2，屬結晶SiO2） 黏土質及鐵質等雜質。 CaO含量：純石灰石含CaO56%，燒失量為44%，隨雜質含量增加CaO含量減少。 含水量：%，具體值隨氣候而異。含 黏土雜質越多，水分越高。 （2）泥灰?guī)r：是碳酸鈣和 黏土物質同時沉積所形成的均勻混合的沉積巖，屬石灰?guī)r向黏土過渡的中間類型巖石。是一種極好的水泥原料。 分類：高鈣泥灰?guī)r：CaO≥45% 低鈣泥灰?guī)r：CaO＜45% 有些地方產(chǎn)的泥灰?guī)r成分接近制造水泥的原料，可直接燒制水泥，稱天然水泥巖。 主要礦物：方解石 （3）白堊：是海生生物外殼與貝殼堆積而成的，富含生物遺骸，主要由隱晶或無定形細粒疏松的碳酸鈣所組成的石灰?guī)r。 主要成分：碳酸鈣，含量80%90%，甚至高于90%。 性能：易于粉磨和煅燒，是立窯水泥廠的優(yōu)質石灰質原料。 (4)貝殼和珊瑚類: 主要有貝殼、蠣殼和珊瑚石。 　　主要成分：含碳酸鈣90％左右。表面附有泥砂和鹽類(如MgClNaCl、KCl)等對水泥生產(chǎn)有害的物質，所以使用時需用水沖洗干凈。 目前沿海小水泥廠有的采用這種原料。 　　 石灰質原料的選擇 （1）石灰質原料的質量要求 石灰質原料使用最廣泛的是石灰石，其主要成分是CaCO3，純石灰石的CaO最高含量為56%，其品位由CaO含量確定。有害成分為MgO、R2O、（Na2O、K2O）和游離SiO2。一般要求如下： 石灰質原料的質量要求 成分CaOMgOfSiO2(燧石或石英)SO3K2O+Na2O含量（%）≥48≤3≤4≤1≤ （2）石灰質原料的選擇 Ⅰ、搭配使用； Ⅱ、限制MgO含量；（白云石是MgO的主要來源，含有白云石的石灰石在新敲開的斷面上可以看到粉粒狀的閃光） Ⅲ、限制燧石含量；（燧石含量高的石灰?guī)r，表面常有褐色的凸出或呈結核狀的夾雜物。） Ⅳ、新型干法水泥生產(chǎn)，還應限制K2O、Na2O、SOCl等微量組分。 白云石、石灰石的判定方法： 用10%鹽酸滴在白云石上有少量的氣泡產(chǎn)生，滴在石灰石上則劇烈地產(chǎn)生氣泡。 （3）常見石灰質原料的化學成分 石灰質原料在水泥生產(chǎn)中的作用主要是提供CaO，其次還提供SiOAl20Fe2O3,并同時帶入少許雜質MgO、S0R2O等 中國部分水泥廠所用石灰石、泥灰?guī)r、白堊等的化學成分詳見下表： 廠名 名稱燒失量 Si02 A1203 Fe203 CaO MgOK20+Na20 S03 C1 產(chǎn)地冀東水泥廠寧國水泥廠江西水泥廠新疆水泥廠雙陽水泥廠華新水泥廠貴州水泥廠北京水泥廠石灰石石灰石石灰石石灰石石灰石石灰石泥灰?guī)r泥灰?guī)rO．28O．20O．82 O．82 O．47 O．91 O．097 O．23 O．02 O．02 O．001 王官營 海螺山 大河山艾維爾溝羊圈頂子 黃金山 貴陽 八家溝偃師白堊浩良河大理巖 O．14O．10 浩良河 (4)石灰質原料的性能測試方法　　石灰質原料中各種元素(或氧化物)的含量：可用化學分析方法定量確定。　石灰質原料的分解溫度：可用差熱分析方法確定其中碳酸鹽的分解溫度。 石灰質原料的主要礦物組成：可用x射線衍射方法進行物相定性分析。 石灰質原料的微觀結構：可采用透射電子顯微鏡來研究方解石的晶粒形態(tài)、晶粒大小以及晶體中雜質組分的存在形式；用電子探針可測試研究雜質組分的形態(tài)、含量、顆粒大小、分布均勻程度等?！○ね临|原料 黏土質原料系指含水鋁硅酸鹽物原料的總稱。 主要化學成分是二氧化硅，其次是三氧化二鋁、三氧化鐵。 黏土質原料的種類與特性 水泥工業(yè)采用的天然黏土質原料有黏土、黃土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等，使用最多的是黏土和黃土。近年來多用頁巖、粉砂巖等 （1）黏土 黏土是多種微細的呈疏松或膠狀密實的含水鋁硅酸鹽礦物的混合體，它是由富含長石等鋁硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)漫長地質年代風化而成。包括華北、西北地區(qū)的紅土，東北地區(qū)的黑土與棕壤，南方地區(qū)的紅壤與黃壤等。 根據(jù)黏土中主導礦物不同，將其分為高嶺石類、蒙脫石類、水云母類等。 （2）黃土 黃土是沒有層理的黏土與微粒礦物的天然混合物。成因以風積為主，也有成因于沖積、坡積、洪積和淤積的。顏色以黃褐色為主。 (3）頁巖 頁巖是黏土經(jīng)長期膠結而成的黏土巖。一般形成與海相或陸相沉積，或海相與陸相交互沉積?；瘜W成分類似于黏土，可作為黏土使用，但其硅率較低，通常配料時需摻加硅質校正原料。頁巖顏色不定，一般灰黃、灰綠、黑色及紫色等，結構致密堅實，層理發(fā)育，通常呈頁狀或薄片狀。 （4）粉砂巖 ~。主要礦物是石英、長石、 黏土等，膠結物質有黏土質、硅質、鐵質及碳酸鹽質。顏色呈淡黃、淡紅、淡棕色、紫紅色等，質地一般疏松，但也有較堅硬的。 粉頁巖的硅率較高，可作為硅鋁質原料。 （5）河泥、湖泥類 江、河、湖、泊由于流水速度分布不同，使挾帶的泥沙規(guī)律地分級沉降的產(chǎn)物。其成分決定于河岸崩塌物和流域內地表流失土的成分。建造在靠江、湖的濕法水泥廠，可利用挖泥船在固定區(qū)域內進行采掘，做 黏土質原料使用。 （6）千枚巖 由頁巖、粉砂巖或中酸性凝灰?guī)r經(jīng)低級區(qū)域變質作用形成的變質巖稱千枚巖。巖石中的細小片狀礦物定向排列，斷面上可見許多大致平行，極薄的片理，片理面呈絲絹光澤。巖石常呈淺紅、深紅、灰及黑等色。 黏土質原料的品質要求及選擇 (1)品質要求 黏土質原料的質量要求 品 位NpMgO(%)R2O(%)SO3(%)塑性指數(shù)一級品~~＜＜＜＞12二級品~~不限＜＜＜＞12　 (2)、選擇 黏土質原料時應注意的問題 Ⅰ n、p值要適當。 Ⅱ 盡量不含碎石、卵石，粗砂含量應小于5%。 Ⅲ 旋窯生產(chǎn)時對可塑性不做要求。 水泥生產(chǎn)用輔助原料　校正原料 當石灰質原料和粘土質原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求時，必須根據(jù)所缺少的組分摻加相應的原料，這種以補充某些成分不足為主的原料稱校正原料。 (1)鐵質校正原料 當氧化鐵含量不足時，應摻加氧化鐵含量大于40％的鐵質校正原料。 常用：低品位的鐵礦石，煉鐵廠尾礦及硫酸廠工業(yè)廢渣硫酸渣等。 目前有用鉛礦渣或銅礦渣的，既是校正原料，又兼做礦化劑。 (2)硅質校正原料 當生料中SiO2含量不足時，需摻加硅質校正原料。 常用：硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂巖、粉砂巖等。其中砂巖，河砂中結晶SiO2多，難磨難燒，盡量不用，風化砂巖易于粉磨，對煅燒影響小。 (3)鋁質校正原料 當生料中Al2O3。含量不足時，需摻加鋁質校正原料。 常用：爐渣、煤