第 三 章 原料及预均化技术 原料及预均化技术

生产硅酸盐水泥所用原料 原料名称 主要提供的成分 配比 （%） 石灰质原料 CaO ~80 粘土质原料 SiO2、Al2O3 少量Fe2O3 10~15 校正 原料 铁质校正原料 Fe2O3 硅质校正原料 SiO2 铝质校正原料 Al2O3 外加剂 矿化剂、 晶种、 助磨剂 如：CaF2 熟料

§3-1 石灰质原料 主要成分：CaCO3 种 类：石灰石: 最常用 大理石: 泥灰岩、白垩土: 贝壳、珊瑚类:

质量要求： §3-1 石灰质原料 名称品位 CaO MgO R2O SO3 燧石或石英 石灰石 一级品 ＞48 ＜2.5 ＜1.0 ＜4.0 §3-1 石灰质原料 质量要求： 名称品位 CaO MgO R2O SO3 燧石或石英 石灰石 一级品 ＞48 ＜2.5 ＜1.0 ＜4.0 二级品 45~48 ＜3.0 泥灰岩 35~45 ＜1.2

种类： 粘土：东北的灰色、灰黄色粘土； 南方的红壤、黄壤 黄土：主要分布在西北、华北 页岩、粉砂岩： 河泥、湖泥：靠近江河湖海的地区 §3-1 粘土质原料 种类： 粘土：东北的灰色、灰黄色粘土； 南方的红壤、黄壤 黄土：主要分布在西北、华北 页岩、粉砂岩： 河泥、湖泥：靠近江河湖海的地区

主导矿物：粘土类同时含有几种粘土矿物 类 型：高岭石类: 如：红壤、黄壤 共同化学式：mSiO2·Al2O3·nH2O §3-1 粘土质原料 主导矿物：粘土类同时含有几种粘土矿物 时，其含量最多的矿物。 类 型：高岭石类: 如：红壤、黄壤 蒙脱石类: 水云母类: 如黄土 共同化学式：mSiO2·Al2O3·nH2O

质量要求 §3-1 粘土质原料 品位 n P MgO （%） R2O（%） SO3（%） 塑性指数 一级品 2.7~3.5 1.5~3.5 （立窑考虑） 一级品 2.7~3.5 1.5~3.5 ＜3.0 ＜4.0 ＜2.0 ﹥12 二级品 2.0~2.7; 3.5~4.0 不限

一、校正原料 名 称 常 用 材 料 质 量 要 求 §3-2 辅助原料 铁质校正原料 硫铁渣、低品位铁矿石、炼铁厂的尾矿 铅矿渣 铜矿渣 §3-2 辅助原料 一、校正原料 名 称 常 用 材 料 质 量 要 求 铁质校正原料 硫铁渣、低品位铁矿石、炼铁厂的尾矿 铅矿渣 铜矿渣 Fe2O3＞40% 硅质校正原料 硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂岩、粉砂岩 SiO2:70%~90% n﹥4.0；R2O﹤4.0% 铝质校正原料 炉渣、煤矸石、矾土 Al2O3﹥30% 兼作矿化剂

二 、低品位原料和工业废渣的利用 低品位原料：指那些化学成分、杂质含 量与物理性能等不符合一般 水泥生产要求的原料。如： 低品位石灰质原料、 §3-2 辅助原料 二 、低品位原料和工业废渣的利用 低品位原料：指那些化学成分、杂质含 量与物理性能等不符合一般 水泥生产要求的原料。如： 低品位石灰质原料、 工业废渣：主要指煤矸石、石煤、粉煤 灰、炉渣等

名 称 主要来源 用途 CaO 化学成分 低品位石灰质原料 天然低品位矿物 石 煤 煤矿生产废渣 以SiO2、Al2O3为 主， 名 称 主要来源 化学成分 用途 低品位石灰质原料 天然低品位矿物 CaO 1.与CaO含量较高的石灰石搭配使用 2.用硅质泥灰岩作粘土质原料和取代部分石灰质原料。 石 煤 煤矿生产废渣 以SiO2、Al2O3为 主， 少量Fe2O3、 CaO 1.代替粘土配料； 2.经煅烧处理后作混合材； 3.作沸腾燃烧室燃料，其渣作水泥混合材。 煤矸石 低碳煤 电石渣 乙炔生产废渣 Ca(OH)2 可代替部分石灰质原料 粉煤灰 煤粉燃烧后粉状灰烬 以SiO2、 Al2O3为主 1.作混合材料； 2.代替部分或全部粘土参与配料。 炉渣 锅炉煤灰渣

名 称 矿物特征 应用 玄武岩 珍珠岩 赤泥 §3-2 辅助原料 化学成分 一种分布较广的火成岩 类似粘土，但Fe2O3、R2O偏高 §3-2 辅助原料 名 称 矿物特征 化学成分 应用 玄武岩 一种分布较广的火成岩 类似粘土，但Fe2O3、R2O偏高 代替粘土质原料 珍珠岩 一种以玻璃态存在的火成非晶类物质 属富含SiO2的酸性岩石 可用作粘土质原料配料。 赤泥 烧结法从矾土中提取氧化铝时所排出的赤色废渣 与水泥熟料化学成分相比，Al2O3和Fe2O3含量高，CaO含量低 可作湿法生产的粘土质原料。

§3-3原料的开采与运输 一、采掘 机械开采 水力开采 方式：露天开采 剥离：搬移土岩（覆盖层） 开采：采开矿石 包括

石灰石矿山开采设备 石灰石矿山 钻孔机

二、运输 装载： 运输 方式： 斗容挖掘机 轮式装载机 推土机 皮带输送机：胶带输送机道 钢索绞车运输：斜坡卷扬道 自卸料汽车：公路 §3-3原料的开采与运输 二、运输 斗容挖掘机 轮式装载机 推土机 装载： 皮带输送机：胶带输送机道 钢索绞车运输：斜坡卷扬道 自卸料汽车：公路 窄轨电机车：铁路 运输 方式：

装 车

皮带机长距离输送石灰石

一、破碎 （二）、破碎工艺： （一）、物料破碎的目的： 便于运输、储存、烘干、配料、喂料、粉磨 §3.5破碎、烘干、输送、储存 一、破碎 （一）、物料破碎的目的： 便于运输、储存、烘干、配料、喂料、粉磨 （二）、破碎工艺： 破碎：利用机械方法将大块物料变成小块物料的过程。 破碎段：物料每经过一次破碎，称为一个破碎段 破碎比：物料破碎前后的粒度之比。

破碎几类型 破碎原理 破碎比 I 允许物料含水（%） 适宜破碎的物料 鄂式、旋转式、 鄂旋式破碎机 挤压 3～6 ＜10 石灰石、熟料、石膏 细碎鄂式破碎机 8 ～10 锤式破碎机 冲击 10 ～15（双转子30 ～40 ） 石灰石、熟料、石膏、煤 反击式破碎机 10 ～40 ＜12 石灰石、熟料、煤 立轴锤式破碎机 10 ～20 冲击式破碎机 10 ～30 风选锤式破碎机 冲击、磨剥 50 ～200 ＜8 煤 高速粉煤机 50 ～180 8 ～ 12 齿辊式破碎机 挤压、磨剥 3 ～15 ＜20 粘土 刀式粘土破碎机 挤压、冲击 8 ～12 ＜18

二、烘干 （一）、烘干的基本原理： 利用热气流作为干燥介质，将热量传给物料，使物料水分蒸发，蒸发出来的水再扩散到干燥介质中被干燥介质带走。 §3.5破碎、烘干、输送、储存 二、烘干 （一）、烘干的基本原理： 利用热气流作为干燥介质，将热量传给物料，使物料水分蒸发，蒸发出来的水再扩散到干燥介质中被干燥介质带走。 （二）烘干目的： 便于输送、储存、粉磨 （三）需烘干的物料：通常有粘土、煤、混合材

§3.5破碎、烘干、输送、储存 烘干方法及设备： 单独烘干 烘干兼粉磨 烘干方法 回转烘干机 悬浮烘干机 流态化烘干机 立式烘干塔 烘干设备

§3.5破碎、烘干、输送、储存 回转烘干机工艺流程 逆流式： 顺流式

常用的输送设备 三、物料的输送与储存 （一）物料的输送 机械输送 气力输送 皮（胶）带输送机 斗式提升机 振动输送机 刮板输送机 溜管 等 §3.5破碎、烘干、输送、储存 三、物料的输送与储存 （一）物料的输送 皮（胶）带输送机 斗式提升机 振动输送机 刮板输送机 溜管 等 机械输送 常用的输送设备 气力提升泵 空气输送斜槽 气力输送

储存期要合理 储存设施： （二）物料的储存 储存期：物料的储存量能满足工厂生产 需要的天数。 §3.5破碎、烘干、输送、储存 露天堆场 堆棚 预均化堆场、均化库 圆库 联合储库 储料仓 等

1、均化：通过采用一定的工艺措施，达到降低物料的化学成分波动振幅，使物料的化学成分均匀一致的过程。 § 3-6 原燃的预均化 一、基本概念： （一）、物料的均化 1、均化：通过采用一定的工艺措施，达到降低物料的化学成分波动振幅，使物料的化学成分均匀一致的过程。 2、均化的意义：均化是保证熟料质量、产量及降低消耗的基本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。

3、生料均化链 环 节 名 称 完成均化 工作量的任务（%） 原料矿山的搭配开采与搭配使用 10~20 原料的预均化 30~40 § 3-6 原燃的预均化 3、生料均化链 环 节 名 称 完成均化 工作量的任务（%） 原料矿山的搭配开采与搭配使用 10~20 原料的预均化 30~40 配料控制及生料粉磨 0~10 生料均化 ~40

S = （二）、评价物料均匀性的指标 1、标准偏差 = 标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标，其值越小，成分越均匀。 § 3-6 原燃的预均化 （二）、评价物料均匀性的指标 1、标准偏差 S = S——标准偏差（%） n—— 试样总数或测量次数，一般不应少于20~30个 xi——物料中某成分的各次测量值，xi~xn ——各次测量值的平均值，即 = 标准偏差是一项表示物料成分均匀性的指标，其值越小，成分越均匀。

4、合格率：指若干个样品在规定质量标准上下限之内的百分率。 § 3-6 原燃的预均化 2、变异系数： 3、均化效果： 4、合格率：指若干个样品在规定质量标准上下限之内的百分率。 变异系数：表示物料成分的相对波动情况，变异系数越小成分的均匀性越好。 H越大，表示均化效果越好

§ 3-6 原燃的预均化 二、原燃料的预均化 （一）、定义：原燃料在储存、取用过程中，通过采用特殊的堆取料方式及设施，使原料或燃料化学成分波动范围减小，为入窑前生料或燃料成分趋于均匀一致而作的必要准备过程。简言之，所谓原燃料的预均化就是原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。 （二）、原理：“平铺直取”

§ 3-6 原燃的预均化 （三）、预均化堆场： 1、类型 矩型预均化堆场 圆型预均化堆场 预均化堆场

矩型预均化堆场 一般设两个料堆，一个在堆料，另一个在取料，相互交替。 § 3-6 原燃的预均化 矩型预均化堆场 一般设两个料堆，一个在堆料，另一个在取料，相互交替。

矩型预均化堆场

圆型预均化堆场 堆为圆料环状，在料堆的开口处， 一端在连续堆料；另一端连续取料。 § 3-6 原燃的预均化 圆型预均化堆场 堆为圆料环状，在料堆的开口处， 一端在连续堆料；另一端连续取料。

圆型预均化堆场

§ 3-6 原燃的预均化 4、影响均化效果的因素 堆料层数 物料的离析 原料成分的波动 取料的死角

本章小结 1. 硅酸盐水泥生产用的主要原料有石灰质原料、粘土质原料；辅助原料有校正原料、外加剂、燃料、缓凝剂、混合材料等。 1. 硅酸盐水泥生产用的主要原料有石灰质原料、粘土质原料；辅助原料有校正原料、外加剂、燃料、缓凝剂、混合材料等。 2. 原料的准备包括开采、运输、破碎、烘干、输送与储存等加工过程。 3. 原料的预均化堆场的布置方式有矩形和圆形两种。