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水泥生产所用煤炭及辅材的小知识
来源：徐州市奎钢建材机械厂 作者：匿名 发布：2014/12/22 修改：2014/12/22
隶属：行业新闻 点击：1726
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煤
回转窑一般使用烟煤，立窑一般使用无烟煤和焦炭末。煤作为水泥熟料烧成的燃料，供给熟料烧成所需要的热量，但是其中所含的灰分，绝大部分落入水泥熟料中，而影响水泥熟料的成分和性质，因此，煤也是生产水泥的一种“原料”。
挥发分 volatile matter Vad/%
煤在一定条件下干馏时，分解逸出的气体。用质量百分数表示。实验室中是取1g煤样置于有盖的坩埚中，在850℃下加热7min，由失去的质量中减去水分即得。挥发分的成份主要为可燃性的氢、甲烷、一氧化碳及其他碳氧化合物。挥发分含量高的煤，其燃烧火焰较长，水泥回转窑用煤的挥发分一般要求18%~30%。立窑用煤，挥发分好不超过10%，若挥发分高，容易逸失而损失热量，因此多用无烟煤。
固定碳 fixed carbon FCad/%
煤干馏后未随挥发分逸出而剩下的固态碳。测定时可根据干煤中减去挥发分与灰分的质量而得，常用质量百分数表示。它是鉴定煤或焦炭的质量指标之一。一般煤中若固定碳含量高，而灰分少时，则煤的热值高。
灰分 coal ash Aad/%
将煤样在空气中完全燃尽所得残留的不可燃烧的组分。常用质量百分数表示。测定方法是将煤样在测定挥发分后，将坩埚盖打开，继续加热，至使全部碳烧掉，剩下的残渣即为灰分的质量。灰分在煤中是惰性物质，会降低煤的热值，增加操作上的困难，在水泥生产中，对原料进行配料计算时，应考虑煤灰掺入带来的影响。
无烟煤：干燥基灰分<25%，挥发分<10%，热值20934kJ/kg
烟 煤: 干燥基灰分<25%，挥发分10%~25%，热值20934kJ/kg
水泥混合材料、工业废料
我国水泥生产中应用广、用量大的工业废渣主要为粒化高炉矿渣(矿渣)、粒化增钙液态渣(增钙渣)和粒化电炉磷渣(磷渣)。
对于高炉矿渣，MnO<4%, TiO2<10%, F<2%; 对锰铁矿渣，MnO<15%， S<2%。
高炉矿渣淬冷必须充分，容重不大于1.1kg/L, 未经充分淬冷的块状矿渣质量<5%。大直径<10mm，除去金属铁块。
三种渣的结构基本相似,均为玻璃质结构,矿渣C2AS-CS、C2AS-CS-C2MS;增钙渣C2AS-CAS2、铁含量高的增钙渣为C2AS-CAS2-C3FS3;磷渣为C2AS-C3S2。
粒化增钙液态渣(增钙渣)
容重1.10～1.40，易磨性能1.10～1.35，颜色中绿、褐、绿、橄榄绿。
增钙渣K=(CaO+MgO+Al2O3)/ SiO2
一般在0.61～1.55
矿渣质量系数 coefficient of slag quality
粒化高炉矿渣中的CaO、Al2O3和MgO同SiO2、MnO和TiO2数量的比值，称为质量系数(K)，即:
K =(CaO+MgO+Al2O3) / (SiO2+MnO+TiO2)
矿渣的质量系数为1.38～2.02
用作水泥混合材料，要求质量系数不小于1.2。质量系数的数值大，标示着活性高。粒化高炉矿渣的活性还与成粒条件(淬冷前熔融矿渣的温度、淬冷方法，以及淬冷速度等)有关，质量系数只是主要从化学成分方面来反映活性的一个指标。
磷渣 phosphorous slag
磷渣是用电炉生产元素磷所得的工业废渣，其化学成分以氧化硅、氧化钙为主，二者总量常达80%以上，次要成分有氧化铝，氧化铁和氧化镁等，并有少量五氧化二磷(一般在1%以下)。磷渣水淬后性能与粒化高炉矿渣近似，是活性混合材料。可用作生产普通水泥、白水泥、彩色水泥、硅酸盐建筑制品、膨胀轻集料和矿棉的原料。
K=(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+P2O5)
K一般在1.10～1.48
高炉矿渣 blast-furnace slag
又称硬矿渣或高炉重矿渣。由融熔高炉矿渣自然冷却而成。经破碎，筛分，可用作普通混凝土或耐热混凝土的骨料，也可用于生产矿渣棉、铸石和水泥的混合材料。
水泥混合材料addition of cement
在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度，而加到水泥中去的人工的和天然的矿物材料。通常分为活性混合材料和非活性混合材料二类。
混合材不是添加到熟料中的！
活性混合材料 active addition
一种矿物材料，磨成细粉，与石灰或与石灰和石膏拌合在一起，并加水后，在常温下，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在水中，又能在空气中硬化。此类物质，主要包括粒化高炉矿渣和火山灰质混合材料。
非活性混合材料 inactive addition
又称填充性混合材料。一种矿物材料，磨细并与石灰拌合在——起，不能或很少生成具有胶凝性的水化产物，在水泥中主要仅起填充作用，如石灰石、砂岩等。
火山灰质混合材料 pozzolanic addition
泛指火山灰一类物质，属活性混合材料。此类物质，以氧化硅、氧化铝为主要成分，本身不具胶凝性，但与石灰拌合后，可以生成胶凝性的水化产物，能在空气中硬化，又能在水中硬化。它们分为天然的(火山灰、凝灰岩。硅藻土等)和人工的(如烧黏土、烧页岩、粉煤灰等)二类。
人工的火山灰质混合材料的Loss≤10%。SO3≤3%；水泥胶砂28d抗压强度比≥62%。
火山灰活性 pozzolonicity
指火山灰一类物质，与石灰拌合并加水后，生成具有胶凝性的水化产物的性能。火山灰活性的测定，按照规定的方法进行，常用的为强度试验法(火山灰与硫酸盐水泥或与石灰，按一定比例混合，测其强度)，此外，还有石灰吸收法，测定火山灰在大量水中的碱度，以及测定火山灰与石灰混合后的凝结时间和抗水性等。
火山灰 pozzolan
一种天然的火山灰质混合材料。火山喷发时，随同熔岩一起喷发的大量碎屑沉积在地面或水中成为松软物质，称为火山灰。火山灰的成分主要是氧化硅和氧化铝； 由于喷出后即遭急冷，因此，含有一定量的玻璃体，这些玻璃体，是火山灰活性的主要来源。
火山凝灰岩 tuff
简称凝灰岩。是固结的火山灰，其化学成分和性能均与火山灰类似，是一种天然的火山灰质混合材料。
浮石 pumice；pumicite
一种多孔的玻璃质酸性火成岩。当火山喷发时，喷出的熔岩在冷却过程中迅速排出大量气体，由f起泡而形成了多孔状物质。呈白色或浅灰色，密度为0.3~0.4，由于质轻，故能浮于水上。其成分和性能与火山灰相同，可作火山灰质混合材料，也可用作轻混凝土的集料。
沸石 zeolite
又称泡沸石。为沸石族矿物的总称，包括一系列含水的钙、钠以及钡、钾的铝硅酸盐矿物。化学式可用M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O表示，式中M为碱或碱土金属阳离子，n为阳离子价数，x为2~10；y为2~7。随矿物成分的不同可分为30多个独立矿种，如斜发沸石、丝光沸石、菱沸石等。矿物呈架状结构，一般为浅色，玻璃光泽，硬度3.5~5，密度2.2~2.4。矿物含水量与外界温度及水蒸汽的压力有关，加热时水分可徐徐逸出，：但并不破坏其结构。由于它具有较大的比表面和孔体积，所以广泛用于化工过程的吸附、离子交换、催化等方面。也可作为水泥的活性混合材料使用。
旦白石 opal
火山灰质混合材料的一种。是火山区温泉的沉积物，或在外生条件下由硅酸盐矿物分解产生的硅酸溶胶凝聚而成。化学式为SiO2·nH2O，质地坚硬，硬度5~5.5，比重1.9~2.5。其活性主要是无定形氧化硅。旦白石作混凝土集料时，在水工工程中应使用含碱量低的水泥，以防止旦白石与水泥中的碱产生膨胀反应，引起混凝土破坏。
硅藻土 diatomaceous earth; diatomite
具有火山灰活性的一种天然材料，是海水中的硅酸溶液被硅葆虫，放射虫等吸收构成硅质骨架而形成的生物沉积岩。呈浅黄色或浅灰色，含铁多时呈红色，质轻多孔，呈疏松土状，易吸潮，比重0.4～0.9，其活性部分主要是无定形氧化硅。可作活性混合材料或作无熟料水泥的原料。
烧页岩 burnt shale
经600~800℃煅烧的烧页岩，其中所含的水化铝硅酸盐矿物失去化合水，并分解出无定形的氧化硅和氧化铝，具有活性。烧页岩包括油页岩干馏提取石油后的页岩渣，或称赤页岩、页岩灰。可作火山灰质混合材料。
烧黏土 burnt clay
经600~800℃煅烧的黏土，其中所含高岭土质矿物，脱水分解为无水偏高岭土(A12O3·2SiO2)及部分可溶性无定形的氧化硅和氧化铝，具有活性，可作火山灰质混合材料。
煤矸石 coal gangue
煤层周围渗有可燃物质的岩石，采煤时作为废石排弃。
主要是碳质页岩、泥质页岩或砂质页岩。由于形成煤层的条件不同，煤矸石质量差别很大，发热量也因含碳物质的多少而不同，一般范围是200~2500kcal/kg。
矿物组成主要为高岭石和水云母等黏土矿物，
化学成分大致为:
SiO2 50%~70%; A12O315%~20%; Fe2O3 2%~8%; CaO 1%~7%; MgO 1%~4%；R2O 1%~4%。可作燃料的煤矸石密度较轻，砸开后呈黑色，煅烧后的煤矸石呈红色，含碳量约为20%~30%，灰分约60%~80%，热值约为2000~3000kcal/kg，烧后可作水泥的活性混合材。由于煤矸石是以高岭石为主的黏土质矿物，所以在立窑水泥厂还可用作黏土质原料。
可作为活性火山灰质混合材用于水泥生产
一般煤矸石不区分高铝还是低铝，近有作者撰文，提出高铝煤矸石的概念，其Al2O3含量达到37%以上。
工业废料 factory waste
冶金；化工。火力发电，煤炭等工业部门，存在大量的工业废渣、废灰.废石，统称为工业废料。综合利用工业废料，可以变废为宝，化害为利，是多快好省地发展水泥工业和环境保护的一项重大措施。水泥工业可利用的工业废料主要有：(1)含硅铝类废渣：煤渣.电厂粉煤灰、煤矸石渣、赤泥、高炉矿渣等。(2)硫酸盐类废渣：氟石膏。模型石膏和其它硫酸钙渣等。(3)含氧化铁废渣：硫铁矿渣；铅矿渣等。(4)含氧化钙废渣：碱渣。电石渣。糖滤泥、白泥钢渣等。工业废料有的可直接制作无熟料水泥，有的可用于配制生料，有的可作混合材料。
硫铁矿渣（硫酸渣）pyrite cinder
又称硫酸渣。是采用硫铁矿作原料生产硫酸过程中所排出的粉状废渣。其主要矿物成分有赤铁矿。针铁矿、针铁矿。其Fe2O3含量大于50%，故水泥厂用作铁质校正原料。
参考成分1：SiO2为22.83%，Al2O3为4.75%，Fe2O3为65.92%；其他成分都很少
参考成分2：SiO2为19.46%，Al2O3为5.47%，Fe2O3为68.20%；
参考成分3：SiO2为25.38%，Al2O3为1.27%，Fe2O3为51.37%；
硫铁矿渣（硫酸渣）pyrite cinder
又称硫酸渣。是采用硫铁矿作原料生产硫酸过程中所排出的粉状废渣。其主要矿物成分有赤铁矿。针铁矿、针铁矿。其Fe2O3含量大于50%，故水泥厂用作铁质校正原料。
参考成分1：SiO2为22.83%，Al2O3为4.75%，Fe2O3为65.92%；其他成分都很少
参考成分2：SiO2为19.46%，Al2O3为5.47%，Fe2O3为68.20%；
参考成分3：SiO2为25.38%，Al2O3为1.27%，Fe2O3为51.37%；
硝皮子
又名“虎皮沙”。是制盐过程中沉积出来的一种有害副产品，呈结晶状固体，主要成分是硫酸钙，三氧化硫含量为40%~50%，经检验许可后可代替石膏作水泥原料使用。
无水石膏 anhydrite
又名硬石膏。是一种天然矿物，也可由二水石膏煅烧制取。在220~360℃时生成可溶性硬石膏；400~800℃转变为不溶性硬石膏。化学式CaSO4。天然无水石膏与二水石膏相比是一种较致密坚硬的岩石，硬度2.5~3.5，比重2.9~3.1。斜方晶系，晶体一般较小，三个互相垂直方向的解理十分完全。纯的无水石膏晶体是无色的，含有杂质时可以染上不同颜色，常与石膏.石盐、钾盐等共生。很难溶于水，凝结很慢，或几乎不凝结，但加入激发剂(如硫酸铝等)就能水化、结晶，获得很高的强度。可作水泥外加剂和室内装修用。
二水石膏 gypsum
又名生石膏。化学式CaSO4·2H2O。硬度2，比重2.2~2.4，碎石容重1300~1600kg/m3。解理程度高，易分裂成薄片。单斜晶系，有双晶连生特征，一般以柱状及板状形式进行结晶，往往形成类似燕尾的双晶体。晶体是无色透明的，但当杂质存在时，往往染上各种颜色(灰色、淡黄色、淡红色等)。二水石膏呈多种形态产出：透明无色、玻璃光泽者为透明石膏；白色细粒块状、半透明者为雪花石膏；纤维状具有丝绢光泽者为纤维石膏；杂质较多、光泽暗淡呈致密块状的是普通石膏以及含泥质较多的土石膏等。生石膏加热时容易脱水，生成半水石膏和无水石膏，是建筑材料工业的重要原料，可作气硬性胶凝材料，建筑石膏制品，硅酸盐水泥的缓凝剂、铝酸盐和硫铝酸盐类的自应力水泥及膨胀水泥等的膨胀组分、无熟料水泥的硫酸盐激发剂等。在塑料和涂料中常用作填料。在医疗。造纸。化肥、冶金等部门也得到广泛应用。
工业废石膏 chemical gypsum
又名化学石膏。化学工业和其他工业排出的以石膏为主要成分的废渣的总称。有磷石膏、氟石膏、脱硫石膏、制盐石膏等几种。主要成份是CaSO4·2H2O。是一种石膏资源，同样可用来生产石膏胶凝材料和制品，也可作水泥和硅酸盐建筑制品的掺合料。
磷石膏 ardealite; phosphogypsum
制取磷酸后的废渣，每吨磷酸要排出3吨磷石膏。当磷石灰用硫酸处理制取磷酸后残存的渣子用石灰中和过量的硫酸所得。主要成份为二水石膏，含量一般在90%以上，也包含少量的P2O5、氟化物、以及SiO2、Al2O3等杂质。
在水泥工业中的主要应用：
代替天然石膏作为水泥的缓凝剂，但效果不如天然二水石膏。
作水泥熟料煅烧的矿化剂。
生产硫酸和水泥。
生产硫铝酸盐水泥。
氟石膏
用萤石和硫酸制取氢氟酸后的废渣。氟化钙用硫酸处理制取氢氟酸后残存的渣子用石灰和过量的硫酸所得。主要成份为无水石膏，含量在80%以上。可作硅酸盐水泥的缓凝剂、矿化剂或生产某些水泥。
脱硫石膏
是火力发电厂烟气脱硫时由SO2和CaCO3反应生成的一种工业副产石膏,主要成分为CaSO4·H2O,还有一些杂质,如未反应完全的碳酸钙,石灰石中所含有的其它杂质和少量钾、钠盐,一般含量不大于0.5%。脱硫石膏为灰白色粉末状,0.045mm方孔筛筛余1.0%。
描述与观点
石膏的矿物名称叫（CaSO4）。自然界中的石膏主要分为二大类：二水石膏和无水石膏（硬石膏）。二水石膏的分子中含有两个结晶水，化学分子式为CaSO4.2H2O，而硬石膏分子中则不含结晶水或结晶水含量极少（通常结晶水含量≤5%）。
磷石膏中含自由水分高,计量、储存、输送、烘干比较困难。为防止带入P过多，掺量要严格控制。使用磷石膏作矿化剂的生料含铁量尽可能偏低一些。只要满足熟料烧成，Fe2O3越低越好，这对稳定热工制度是极为重要的。对其中的可熔性的P2O5必须严格控制，否则会腐蚀混凝土工程中的钢筋。
糖滤泥
是糖厂用碳酸法制糖生产中排出的废渣，其主要成分是CaCO3，可代石灰石用作水泥原料。由于含有50%左右的水分，因此用于生产水泥时，需烘干脱水后使用。
糖蜜 molasses
制糖工业中提取食糖后剩下的黑色粘稠状残液。呈弱酸性(pH值4左右), 固态物含糖量约50%。可作酒精、酵母及其它发酵产品的原料。残液经石灰中和处理，调制成红棕色、微碱性(pH值9~10)的糊状液体，称为糖蜜缓凝剂，掺加在水泥混凝土中，能增加流动度，延长凝结时间，并提高强度。
纸浆废液 paper making waste
用亚硫酸盐溶液蒸煮木材、芦苇、蔗渣等原料制造纸浆后排出的废液。成分复杂，主要为木质素磺酸盐，含量约40%~50%，随造纸原料种类和生，产工艺而异，含有少量糖分。用作混凝土的塑化剂，以改善拌合物的和易性，降低水灰比，或节约水泥，并有缓凝作用。一般掺量以固态物计，为水泥质量之0.1%~0.3%。也可加生石灰粉制成泡沫剂，用于生产泡沫混凝土。
石家庄信友软件工程有限公司，是享誉河北的信息化综合服务提供商；专业为不同发展阶段的企业提供企业管理咨询、企业信息化解决方案、用友软件全系列产品销售实施、行业信息化实施维护、客户化软件开发、硬件网络产品销售维修等服务。
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目前我们的系统已经广泛应用于煤炭行业（煤矿、选/洗煤厂、热电厂等）；建行行业（水泥厂、石料厂、商品砼等）；冶炼行业（钢铁厂、选矿厂等）；化工行业（焦化厂、化工厂等）；粮食加工、收购等各类企业。
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