[发明专利]利用高硅低钙石灰石生产水泥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥的生产方法，特别是涉及一种利用含高游离硅低钙的低品位石灰石生产水泥的方法。 

技术背景

用立窑、回转窑等生产硅酸盐水泥熟料，通常以石灰石为主要原料，按配比配以粘土，铁粉、矿化质和无烟煤等。传统的工艺通常应用CaO含量较高、一般在46％以上的高品位石灰石。根据国家有关技术规范，适用于水泥生产的石灰石品质，要求含CaO≥45％，含游离二氧化硅f-SiO₂≤6％。就生料配方中的化学成份，要求其中CaO重量百分比达到65％左右。我国是石灰石资源大国，总储量相当可观，但分布极不均衡，集中在喀斯特地貌的山区。在经济发达地区周围，石灰石是较为稀缺的，并且它毕竟是不可再生资源；更为严重的是，高品位的石灰石正日渐枯竭。而在水泥生产基地附近，分布着的是低品位的石灰石的岩石或矿石，这些岩/矿不仅钙含量较低，一般CaO％＜45％，并且，灰岩中的石英质及燧石质、是以游离态的二氧化硅(f-SiO₂)形态存在的，是一种坚硬的物料，游离硅含量达到10％-18％之多，这远远超出规范。这些岩/矿中CaO的含量，不仅连最低级的III级矿所要求的46％～48％都达不到，更为严重的是高游离硅的问题，即使石灰岩中CaO含量再高，如果游离硅(f-SiO₂)含量大大超标，它的易磨性差，采用传统的球磨方法，无法达到所要求的细度，它不同于硅铝质校正材料中多以化合态形式存在，且易于化合的非结晶二氧化硅那种，这种游离态硅多为石英、玉髓，在烧成过程中难以与钙、铝、铁等元素化合而生成水泥所需要的硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙及铁铝酸四钙等化合物。由于这些特性，高游离硅的矿石是不能使用的，被认为是没有开采价值，是不能用于烧制水泥熟料的一种劣质的等外品矿。如果使用它，将给生料配比和煅烧熟料，带来很大的困难。而且，含高游离硅的灰岩，其性致密、坚硬、难碎、难磨。 这样，一方面水泥厂由于缺乏主要原料而影响生产，另一方面，面对周边地区贮藏有大量高硅低钙的石灰石岩/矿，而缺“米”下锅。例如云浮地区的大岩顶灰岩矿、石山高硅灰岩矿等，就是如此。开发利用这些资源是水泥生产的发展趋向。当前，却由于其成份不符合国家相关技术规范而得不到利用。由于以上种种技术上、规范上的因素，导致使用CaO％＜46％的灰岩的厂家寥寥无几，更没有厂家使用10％≤f-SiO₂≤18％如此高游离硅含量的石灰岩的先例。 

由于熟料中主要矿物成分硅酸三钙，是要由CaO和SiO₂在熔解条件下反应生成，为了使煅烧过程中的分解反应，固相反应和液相反应，变为同步进行的叠加反应，需要使石灰石的分解点与SiO的熔出点基本吻合或接近。以往采用的化学手段是在生料配方中作适当搭配，掺入某些矿化剂，例如采用铜、铅锌尾矿，或者尾矿硅质材料，可以降低熟料煅烧共熔点。曾经在广东省推广的“低温煅烧水泥熟料”的工艺，也是一种通过添加矿化剂降低煅烧温度的技术，能够节省热能。中国专利申请号93116300.5“用铬盐渣取代部分石灰石生产水泥熟料的方法”(公开号CN1095075A)，公开了将3％～16％的铬酸盐渣，69,5％～87％的石灰石，4％～15％的粘土等干基原料，制成粉状生料与煤粉混合，再加水成球并投入立窑内煅烧，得到硅酸盐水泥熟料。这使铬盐废渣得到利用。 

上述解决燃烧中化合反应技术难题的措施，基本上是通过配比的改进，即对生料组成成分进行搭配，或添加辅料，这着眼于并限于采用化学手段。但是，对于利用上述低品位的劣质灰岩矿，任何一种单一的手段，都是不够的。单纯采用单一的某一个方法，不足以达到直接将预先配比好了的生料用于煅烧。它需要通盘考虑，综合利用各种有效的方法，组成一个新的改进的工艺方案，它可以是化学的，物理的或其综合的手段的利用。 

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种可采用高硅低钙特别是高游离硅的石灰岩，通过配料工艺和磨碎设备的改进，而生产出符合品质要求的水泥的、利用高硅低钙石灰石生产水泥的方法。 

本发明的目的可通过如下的措施来达到：