【正文】 灰?guī)r，其質(zhì)地堅硬，難磨難燒，宜嚴(yán)格控制。但值得注意的是，含有白云石 (CaCO 3 答：石灰石、粘土、鐵粉、石膏、混合材等。而由于 C 3 S 可以固溶一定量的 MgO ，因此，它 可以大于 1. 17. 已知某廠熟料化學(xué)成分為： SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO % % % % % 計算其礦物組成（ IM ＞ ）。 16. 熟料 KH 和 LSF 在概念上有何不同？ KH 為什么不能大于 1 而 LSF 可以大于 1 ？ 答： KH 表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度；而 LSF 表示熟料中 CaO 含量與全部酸性組分需要結(jié)合的 CaO 含量之比。 硅率表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物的相對含量。 15. 簡要說明 KH 、硅率、鋁率的物理含義。由于 C 3 S 含量的減少會降低水泥的強度。 CaO 過低，熟料中 C 3 S 量太低，強度低。 13. 在熟料煅燒之前配入的氧化鈣 含量較高時將對熟料燒成和水泥性質(zhì)有何影響？如果過低（如 CaO ≤ 60% ），情況又會怎樣？ 答： 如配入的氧化鈣含量較高時將會使燒成熟料的理論熱耗增加，如果在生產(chǎn)中沒有調(diào)整噴煤量，將會使碳酸鈣分解不完全；如果及時調(diào)整噴煤量，會使熟料中 C 3 S 含量增加。 12. 試就熟料的 礦物組成及含量范圍說明，為什么一般來說回轉(zhuǎn)窯熟料的強度常常較立窯的熟料強度高？ 答： 在硅酸鹽水泥熟料中 C 3 S 的含量通常在 50% 以上， C 2 S 的含量在 20% 左右，因此，只有當(dāng)熟料的煅燒溫度較高時才能使 C 2 S 與 CaO 較完全反應(yīng)生成 C 3 S. 由于回轉(zhuǎn)窯它會不停旋轉(zhuǎn)使得反應(yīng)能夠反應(yīng)更完全，而立窯由于其自身反應(yīng)器的限制而反應(yīng)完全。ｂ . 早期強度類似于鋁酸三鈣，而后期還能不斷增長，類似于硅酸二鈣。ｃ . 水化熱高，干縮變形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸鹽性能差。ｂ . 早期強度發(fā)展較快，但絕對值不高。ｂ . 早期強度低，但 28d 以后強度仍能較快增長，一年后其強度可以趕上甚至超過阿利特的強度；ｃ . 水化熱 250J/g ，是四種礦物中最小者； 抗水性好。ｃ . 水化熱較高，水化過程中釋放出約 500J/g 的水化熱；抗水性較差。在反光鏡下由于它反射能力強，呈亮白色，并填充在 A 礦和 B 礦間，故通常又把它稱作為白色 中間相。在反光鏡下，鋁酸三鈣的反光能力弱，呈暗灰色，并填充在 A 礦與 B 礦中間。 β C 2 S 轉(zhuǎn)化為 γ C 2 S 體積膨脹，γ C 2 S 無水硬活性。在硅酸鹽水泥熟料中，貝利特呈圓粒狀，但也可見其他不規(guī)則形狀。 答： 1 ）礦物特性： C 3 S ：在 1250 ℃ 以下分解為 C 2 S 和 C 3 S 的分解速度十分緩慢，只有在緩慢降溫且伴隨還原氣氛條件下才明顯進(jìn)行，所以 C 3 S 在室溫條件下可以呈介穩(wěn)狀態(tài)存在。 CaSO 4 等。如采用螢石 石膏作復(fù)合礦化劑生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料時，其礦物有： C 3 S 、 C 2 S 、 C 11 A 7 而當(dāng)前我 國的水泥工業(yè)，預(yù)分解生產(chǎn)線生產(chǎn)的水泥產(chǎn)量還不 足總產(chǎn)量的 50% ，整個水泥工業(yè)的能耗仍然較高，生產(chǎn)率低，因此說預(yù)分解技術(shù)是我國水泥工業(yè)發(fā)展的基本方向。 9. 怎樣理解 ―預(yù)分解窯生產(chǎn)線是我國水泥工業(yè)發(fā)展的基本方向 ‖這句話的含義？ 答：與傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)工藝相比，預(yù)分解生產(chǎn)線有著其它生產(chǎn)工藝無法比擬的優(yōu)越性。因此，為確保水泥安定性良好應(yīng)限制水泥中 fCaO ， MgO, SO 3 等的含量在合適的值以內(nèi)?？梢杂脡赫魧嶒灧ā⒗资蠆A或試餅法檢驗水泥的安定性。 答：主要工序有：原料預(yù)均化，原料破碎，生料粉磨，生料均化，原煤預(yù)均化，煤破碎，煤磨，熟料燒成，熟料冷卻，水泥制成，包裝出廠。 4. 試用框圖（文字和箭頭、線段）形式分別表示立窯、預(yù)分解窯的基本生產(chǎn)工藝流程。 h, 投資大，建設(shè)周期較長。 b, 高效 用懸浮預(yù)熱及預(yù)分解技術(shù)改變傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料堆積態(tài)的預(yù)熱和分解方法； c, 低耗 采用高效多功能擠壓技術(shù)和新機械粉體輸送裝置 。它的生產(chǎn)特點是干法粉磨的生料經(jīng)調(diào)配均勻，符合要求的生料加入適量水 ( 一 般為 12 ～ 15%) 制作成料球，經(jīng)篦式加熱機喂入回轉(zhuǎn)窯煅燒成熟料 . 3) 普通干法回轉(zhuǎn)窯的特點是： a 是窯內(nèi)傳熱效率差，高溫廢氣的損失大，以至熱耗高； b 是生產(chǎn)成分波動大，熟料質(zhì)量不高且不穩(wěn)定； c 是揚塵點多，揚塵大。 答： 1 ）濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的特點為： a. 熟料質(zhì)量較好且均勻：由于生料制備成料漿，因而對非均質(zhì)原料適應(yīng)性強，生料成分均勻，工藝穩(wěn)定，使熟料的燒成質(zhì)量高，熟料中游離氧化鈣一般都很 低，熟料結(jié)粒良好，熟料標(biāo)號高且穩(wěn)定； b. 粉塵飛揚少：生料制備過程中粉塵飛揚少，窯尾飛灰少，環(huán)境衛(wèi)生好，容易滿足環(huán)保要求，且輸送方便； c. 熟料單位熱耗高：濕法生產(chǎn)時需蒸發(fā) 32% ～ 40% 的料漿水分，故需耗用大量的熱量，消耗燃料量大，一般每千克熟料需消耗 5440 ～ 6600kJ 的熱量，能耗占水泥成本 1/2 ～ 1/3 ，較立窯、干法均高。 生產(chǎn)水泥的原料有：水泥熟料、石膏、及混合材（包括?；郀t礦渣，粉煤灰，火山灰質(zhì)混合材）。 答：硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝過包括：生料制備、熟料煅燒及水泥制成（簡稱 ―兩磨一燒 ‖）。 7 ）三氧化硫含量：水泥中 SO 3 %, 防止安定性不良； 8 ）堿含量：防止發(fā)生堿 脊料反應(yīng)。 6 ）氧化鎂含量：水泥中 MgO5%, 壓蒸試驗合格可放寬 % 。 4 ）凝結(jié)時間：初凝時間是為了保證水泥使用時，砂漿或混凝土有足夠的時間進(jìn)行攪拌、運輸及砌筑；終凝時間 是為了使混凝土能較快硬化或脫模等 。水泥工藝學(xué)習(xí)題匯編～習(xí)題解答 1. 硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)有哪些，為何要作出限定或要求？ 答：硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)有： 1 ）不溶物：為了控制水泥制造過程中熟料煅燒質(zhì)量及限制某些組分材料的摻量。 2 ）燒失量：主要是為了控制水泥制造過程中熟料煅燒質(zhì)量以及限制某些組分材料的摻量； 3 ）細(xì)度（篩余，比表）：控制水泥顆粒有一定級配以保證水泥能夠水化更完全及在使用中能具有良好的和易性、不泌水等施工性能 。 5 ）安定性：為防止因某些成分的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在水泥水化過程中甚至硬化后，致使劇烈而不均勻的體積變化（體積膨脹）使建筑物強度明顯降低，甚至潰裂 。防止安定性不良 。 2. 簡述硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝過程及原料。 制備熟料的原料有： A 石灰質(zhì)原料如石灰石，泥灰?guī)r等； B 粘土質(zhì)原料如高嶺石類、蒙脫石類、水云母類等； C 校正原料如硅質(zhì)校正原料，鐵質(zhì)校正原料。 3. 試比較各種水泥生產(chǎn)方法有何特點，并簡述水泥生產(chǎn)方法的發(fā)展趨勢。 2 ）半干法的特點是：生料以料球形式入窯，料球中水份占 1 ～ 15% 。 4) 新型干法水泥生產(chǎn)的特點： a, 優(yōu)質(zhì) 生料制備全過程廣泛采用現(xiàn)代化均化技術(shù)，使礦山采運 —原料預(yù)均化 —生料粉磨 —生料均化過程，成為生料制備過程中完整的 ‖均化鏈 ‖。 d, 裝備大型化； e 生產(chǎn)控制自動化； f, 應(yīng)用 IT 技術(shù)，實行現(xiàn)代化科學(xué)管理等； g, 實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和廣泛利用廢渣、廢料、再生燃料和降解有毒有害危險廢棄物 。 5 ）立窯生產(chǎn)特點： a, 利用豎式固定的水泥煅燒設(shè)備； b 生料與一定配比的煤一起粉磨后制備成球，料球成窯頂喂入，自上而下運動； c 選用揮發(fā)分低的無煙煤或焦炭作為燃料； d 窯內(nèi)物料填充率高，窯的單位容積產(chǎn)量大，散熱面積較回轉(zhuǎn)窯??； e 基 建投資低，鋼材用量少，占地面積小，建廠快。 答：略 5. 簡述水泥生產(chǎn)的主要工序名稱。 6. 何謂安定性？如何判別水泥的安定性是否良好？ 答：安定性是指：水泥硬化后體積變化的均勻性。 7. 影響水泥安定性的因素有哪些？為確保水泥安定性良好應(yīng) 作哪些限量要求？ 答：影響水泥安定性的因素有：熟料中 fCaO, 方鎂石 , 水泥中 SO 3 的含量。 8. 生產(chǎn)中，如保避免所生產(chǎn)的硅酸鹽水泥出現(xiàn)廢品？ 答： 1 ）嚴(yán)格控制原料的成分； 2 ）使原料得到充分預(yù)均化，以防止因生料成分波動而引起的質(zhì)量不合格； 3 ）做到生料喂料及噴煤量的穩(wěn)定，以防止熟料中 fCaO 過高； 4 ）對熟料進(jìn)行急冷，以產(chǎn)生玻璃體，降低熟料中游離氧化鎂含量； 5 ）合理控 制水泥配料中石膏的摻量。 主要表現(xiàn)在：由于各種新型，節(jié)能的裝備出現(xiàn)使得它與其它類型生產(chǎn)線相比大量能耗低；生產(chǎn)中排出的污染物比其它生產(chǎn)類型生產(chǎn)線大大降低，能夠?qū)崿F(xiàn)清潔 生產(chǎn)；能夠有效利用各種工業(yè)副產(chǎn)品包括各種廢渣，廢料，再生燃料及各種有毒有害物質(zhì)等；由于它利于大型化，使得整個水泥工業(yè)能夠更加有利地發(fā)展。 10. 硅酸鹽水泥熟料通常由哪些礦物組成？如果采用螢石 石膏作復(fù)合礦化劑生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料時，其熟料可能的礦物是哪些？ 答： 硅酸鹽水泥熟料通常有 C 3 S 、 C 2 S 、 C 3 A 、 C 4 AF 、 fCaO 、方鎂石等。 CaF 2 、 C 4 AF 、 3CA 11. 簡述硅酸鹽水泥熟料中四種主要礦物的特性。 C 2 S ：硅酸二鈣通常因溶有少量氧化物 — A1 2 O 3 、 Fe 2 O 3 、 MgO 、 R 2 O 等面呈固溶體存在。在反光顯微鏡下，工藝條件 正常的熟料中貝利特具有黑白交叉雙晶條紋。 C 3 A ：通常，在氧化鋁含量高的慢冷熟中，結(jié)晶出較完整的晶體，在反光鏡下呈矩形或粒形；當(dāng)冷卻速度快時，鋁酸三鈣溶入玻璃相或呈不規(guī)則的微晶體析出，在反光鏡下成點滴狀。 C 4 AF ：鐵鋁酸四鈣常顯棱柱和圓粒狀晶體。 2 ）水化特性： C 3 S ：ａ . 水化較快，水化反應(yīng)主要在 28d 以內(nèi)進(jìn)行，約經(jīng)一年后水化過程基本完成；ｂ . 早期強度高，強度的絕對值和強度的增進(jìn)率較大。 C 2 S ：ａ . 水化反應(yīng)比 C 3 S 慢得多，至 28d 齡期僅水化 20% 左右，凝結(jié)硬化緩慢。 C 3 A ：ａ . 水化迅速，凝結(jié)很快，如不加石膏等緩凝劑，易使水泥急凝。它的強度 3d 之內(nèi)就大部分發(fā)揮出來，以后卻幾乎不再增長，甚至倒縮。 C 4 AF ：ａ . 水化速度在早期介于鋁酸三鈣與硅酸三鈣之間，但隨后的發(fā)展不如硅酸三鈣。 ｃ . 水化熱較鋁酸三鈣低，其抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好。且回轉(zhuǎn)窯更利于提高燒成溫度，燒成得到的熟料中 C 3 S 含量更多，因此，一般說來回轉(zhuǎn)窯熟料的強度較立窯高。由于配入的氧化鈣含量較高時，生產(chǎn)中產(chǎn)生游離氧化鈣的機率增加，可能會造成水泥的安定性不良；由于生產(chǎn)的熟料中 C 3 S 含量的增加，水泥的強度也會相應(yīng)增加。 14. 當(dāng) CaO 含量一定時，若增大 SiO 2 含量對熟料燒成和水泥質(zhì)量有何影響？適宜的 SiO 2 含量又是多少？ 答：當(dāng) CaO 含量一定時，增大 SiO 2 含量會使熟料難燒，且由于 SiO 2 的熔點較高，會減少燒成時的液相量，從而使得熟料中 C 3 S 的含量減少。適宜的 SiO 2 含量又為 2024% 。 答： KH 表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度。鋁率表示熟料中 C 3 A 和 C 4 AF 的相對含量。因此，當(dāng) KH 大于 1 時說明，熟料中一定含有游離氧化鈣，且由于 C 2 S 不可能全部與 CaO 反應(yīng)生成 C 3 S ，所以它的游離氧化鈣的含量會嚴(yán)重超標(biāo)。 解： C 3 S ＝ ― ― ― =**** = C 2 S ＝ － 3 S =* * = C 3 A ＝ － =** = C 4 AF ＝ =* = 18. ( 略） 第 3 章原料及預(yù)均化技術(shù) 1. 如果擬采用預(yù)分解窯生產(chǎn)硅酸鹽水泥，試列出有關(guān)原料的名稱。 2. 在選擇石灰石原料時，應(yīng)注意哪些問題？ 答： 選擇石灰質(zhì)原料時，如果石灰質(zhì)原料 CaO 含量低于 48 ％，可將其與 CaO 含 量大于48 ％的石灰質(zhì)原料搭配使用，以利資源的合理利用。 MgCO 3 ) 的石灰石往往易造成水泥中的 MgO 含量過高應(yīng)限制石灰質(zhì)原料中 MgO 含量小于 ％。同理，經(jīng)過地質(zhì)變質(zhì)作用、重結(jié)晶的大理石結(jié)晶完整、粗大，結(jié)構(gòu)致密，雖化學(xué)成分較純， CaCO 3 含量很高，但不易粉磨與煅燒，故一般不宜采用。如果硅率過小，小于 ～ ，則是以高嶺石為主導(dǎo)礦物的粘土，配料時除非石灰質(zhì)原料含有較高的 SiO 2 ，否則就要添加難磨難燒的硅質(zhì)校正原料。 4. 綜合利用低品位原料有何重大意義？ 答：低品位的原料更易獲得，且價格低廉，可節(jié)約 成本，可使企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟效益和社會效益。 5. 哪些工業(yè)廢渣可以用作水泥生產(chǎn)的原料？試舉一例說明其使用時應(yīng)注意什么問題？ 答：可以用作水泥生產(chǎn)的工業(yè)廢廢渣有煤矸石為，粉煤灰、爐渣、赤泥、電石渣等。減少 SiO 2 、 Al 2 O 3 ，的波動和殘?zhí)紵嶂祵ΩG熱工制度和熟料質(zhì)量的影