本發(fā)明涉及水泥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種白水泥熟料及其煅燒、冷卻漂白方法。

背景技術(shù)：

白水泥生產(chǎn)過程中，熟料的白度是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為了保證白水泥熟料的白度，在熟料出窯時(shí)必須進(jìn)行漂白，而目前的漂白工藝有三種：1.水浴法：將高溫出窯熟料從窯口直接排入水池中，水浴冷卻后，采用拉鏈機(jī)等設(shè)備取出熟料，該方法能耗高，熟料浸水后部分水化降低了熟料的強(qiáng)度；2.回轉(zhuǎn)窯內(nèi)噴水法：熟料出窯前采取噴水冷卻，同時(shí)噴入還原劑阻止生成fe2o3，該方法中部分水蒸氣入窯增加了系統(tǒng)能耗，影響了回轉(zhuǎn)窯的正常運(yùn)行；3.漂白機(jī)法：出窯熟料入單筒冷卻機(jī)，又稱單筒漂白機(jī)，單筒漂白機(jī)內(nèi)布置一定的噴嘴，冷卻水均勻的噴灑到熟料上，汽化的水蒸氣由抽氣管抽出，出單筒漂白機(jī)熟料冷卻至50℃～150℃后直接入熟料庫，該方法為現(xiàn)有白水泥生產(chǎn)線熟料漂白及冷卻的主要工藝，得到廣泛應(yīng)用。

通常，白水泥熟料噴水急冷至600℃左右即可滿足漂白要求，熟料剩余的熱量如果能有效回收，可以大幅度降低燒成系統(tǒng)的熱耗。上述三種白水泥熟料漂白工藝中，均沒有對(duì)熟料剩余的熱量進(jìn)行有效地回收利用：方法1不具備熱量回收的功能，方法2、3中冷卻熟料生成的高溫水蒸氣由抽氣管抽出，通過熱交換器等設(shè)備可回收一部分水蒸氣的熱量，但熱回收效果較差，同時(shí)噴水漂白對(duì)熟料強(qiáng)度影響較大，不利于白水泥磨制時(shí)混合材的添加。因此，開發(fā)高效節(jié)能的白水泥漂白技術(shù)，提高熱回收效率，對(duì)白水泥工業(yè)節(jié)能降耗意義重大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種熟料強(qiáng)度高、白度好且熱能利用率高的白水泥熟料煅燒及冷卻漂白方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案之一是：一種白水泥熟料，其生料的原料組成，以重量百分比計(jì)主要為：石灰石30-50%、低鐵采礦廢石30-50%、矽砂10-18%、鋁渣1.5-2.5%、螢石0.3-0.5%。

上述白水泥生料的原料還包括：活性氧化鋁0.5-0.6%。

優(yōu)選地，石灰石要求cao≥50%、fe2o3≤0.2%，低鐵采礦廢石要求cao≥48%、fe2o3≤0.1%，矽砂要求sio2≥95.0%、fe2o3≤0.1%，鋁渣al2o3≥75.0%、fe2o3≤1.50%，螢石要求caf2≥60.0%、fe2o3≤0.28%。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案之二是：一種白水泥熟料煅燒、冷卻漂白方法，其特征在于，包括如下步驟：

（一）生料準(zhǔn)備：按生料的原料配方準(zhǔn)備原料，嚴(yán)控原料中fe2o3的含量≤0.15%，控制飽和比kh=0.95±0.03，硅率n=6.3±0.3，生料中al2o3含量=2.3±0.1%，mgo≤2.8%；然后按硅酸鹽水泥常規(guī)生產(chǎn)方法對(duì)原料進(jìn)行配比、磨粉、均化處理；

（二）燃料準(zhǔn)備：采用熱量較高的石油焦搭配高熱值煤作為燃料，其中燃料中石油焦：煤的重量比為1-2:1，對(duì)石油焦的質(zhì)量控制：發(fā)熱量qarnet≥7800kcal/kg，揮發(fā)分vad≥12.0%，灰分aad≤1.20%，且灰分中fe2o3≤0.80%；高熱值煤發(fā)熱量qarnet≥6000kcal/kg，揮發(fā)分vad≥30.0%，灰分aad≤10%；

（三）熟料燒成：在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行燒成，熟料出窯溫度為1300-1400℃；

（四）熟料冷卻：

（1）采用篦冷機(jī)冷卻，篦冷機(jī)前段冷卻風(fēng)機(jī)總風(fēng)量配備為用于普通硅酸鹽水泥冷卻風(fēng)量的1.5-2.0倍；

（2）篦冷機(jī)中段各風(fēng)室風(fēng)機(jī)配備水槍，水槍中的水由高壓水泵提供，水槍前端裝置有噴頭，從噴頭出來的水在風(fēng)機(jī)的作用下噴射入篦冷機(jī)，進(jìn)篦冷機(jī)時(shí)呈霧化狀態(tài)，對(duì)高溫熟料進(jìn)行急速冷卻的同時(shí)進(jìn)行漂白，熟料經(jīng)過前段、中段篦床后被急冷至580-620℃；

（3）篦冷機(jī)后段，風(fēng)冷至100℃以下；

（4）對(duì)篦冷機(jī)中與高溫熟料進(jìn)行熱交換后得到的熱風(fēng)分成三部分處理，其中一部分作為二次風(fēng)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，提高入窯二次風(fēng)的溫度，一部分通過熱風(fēng)管道進(jìn)入窯頭鍋爐用于余熱發(fā)電，還有一部分通過三次風(fēng)管進(jìn)入分解爐；

（五）其余步驟同現(xiàn)有硅酸鹽水泥的常規(guī)生產(chǎn)方法，最終制得白度≥86、抗壓強(qiáng)度3d≥40mpa、28d≥68mpa的白水泥熟料。

優(yōu)選地，在步驟（三）中，需要保持回轉(zhuǎn)窯內(nèi)弱還原氣氛進(jìn)行熟料的煅燒，抑制著色元素氧化物的生產(chǎn)。

優(yōu)選地，在步驟（三）中，將燒成帶前移至近窯頭1.5-2.5米處。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明通過原材料著色元素的控制、生料的配料、熟料煅燒、熟料冷卻等多個(gè)方面來控制，在提高白水泥的強(qiáng)度的同時(shí)有效提高了白水泥的白度；

2.本發(fā)明的水泥熟料無水分、不易結(jié)塊、不易堵庫，熟料長(zhǎng)期存放強(qiáng)度穩(wěn)定；

3.采用低鐵采礦廢石、鋁渣等，廢物利用，也降低了生產(chǎn)成本；

4.采用少量的水霧化漂白，其產(chǎn)生的極其少量的水汽，對(duì)窯況基本無影響，節(jié)約用水量，也減少了因噴水造成的水污染和大氣污染。

5.窯內(nèi)高溫廢氣再利用，提高了熱能回收利用率及效率。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的噴水漂白冷卻工藝簡(jiǎn)圖

圖2為本發(fā)明冷卻漂白工藝簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例，來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。本實(shí)施例為上述原料配比及生產(chǎn)方法在2500t/d的干法窯上的實(shí)際生產(chǎn)過程，其數(shù)據(jù)為每2小時(shí)一個(gè)樣進(jìn)行編號(hào)。

具體實(shí)施例：

生料配料：石灰石30-50%、低鐵采礦廢石30-50%、矽砂10-18%、鋁渣1.5-2.5%、螢石0.3-0.5%、活性氧化鋁0.5-0.6%。

生料中各原料的要求：石灰石要求cao≥50%、fe2o3≤0.2%，低鐵采礦廢石要求cao≥48%、fe2o3≤0.1%，矽砂要求sio2≥95.0%、fe2o3≤0.1%，鋁渣al2o3≥75.0%、fe2o3≤1.50%，螢石要求caf2≥60.0%、fe2o3≤0.28%。

白水泥熟料煅燒、冷卻漂白方法，如圖2所示，包括如下步驟：

1.生料準(zhǔn)備：按生料的原料配方準(zhǔn)備原料，原料中的著色元素的含量嚴(yán)加控制，嚴(yán)控原料中著色元素的含量，主要控制fe2o3的含量≤0.15%，生料飽和比kh=0.95±0.03，硅率n=6.3±0.3，生料中al2o3含量=2.3±0.1，mgo≤2.8%；然后按硅酸鹽水泥常規(guī)生產(chǎn)方法對(duì)原料進(jìn)行配比、磨粉、均化處理。配料后的生料化學(xué)成分及率值如表1所示：

表1：生料的化學(xué)成分

2.燃料準(zhǔn)備：由于生料中氧化鐵含量與噴水漂白工藝相比控制更低，鋁率和硅率較高，故生料煅燒更加困難，要求燃料熱值高，燃燒速度快且燃燒完全。采用熱量較高的石油焦搭配高熱值煤作為燃料，其中燃料中石油焦：煤的重量比為1-2:1，對(duì)石油焦的質(zhì)量控制：發(fā)熱量qarnet≥7800kcal/kg，揮發(fā)分vad≥12.0%，灰分aad≤1.20%，且灰分中fe2o3≤0.80%。高熱值煤發(fā)熱量qarnet≥6000kcal/kg，揮發(fā)分vad≥30.0%，灰分aad≤10%。

3.熟料燒成：

1）保持回轉(zhuǎn)窯內(nèi)弱還原氣氛煅燒，抑制著色元素氧化物的生成，有利于熟料的白度；

2）使用新型四通道煤管，配套一臺(tái)風(fēng)壓90kpa，風(fēng)量12.5m3/s高壓風(fēng)機(jī)，可靈活調(diào)整火焰形狀，保證火焰有力，滿足高飽和比、高硅率、高鋁率的煅燒需求；

3）回轉(zhuǎn)窯處于高溫快轉(zhuǎn)的狀態(tài)，保證窯內(nèi)薄料快燒，最大限度降低窯內(nèi)填充率，有利于熟料的結(jié)粒，可減少熟料粉料的生成，又可減少大顆粒熟料的產(chǎn)生，保證出窯熟料結(jié)粒均齊，顆粒偏細(xì)。因?yàn)槭炝霞?xì)小粉粒比大顆粒更易燒結(jié)，甚至熔融，因而其密度大，急冷效果略差，而過大的顆粒熟料急冷速度比較緩慢，顆粒內(nèi)部驟冷更差。同時(shí)，出窯熟料顆粒粗大，表明窯內(nèi)煅燒溫度偏高或燒結(jié)時(shí)間過長(zhǎng)，致使熟料表面由于煤灰的增多而呈褐色，影響熟料的白度，因此，保持熟料細(xì)小顆粒狀為最佳；

4）將燒成帶前移至近窯頭1.5-2.5米處,保證生料在最短時(shí)間內(nèi)熔融后，迅速通過冷卻帶，進(jìn)入篦冷機(jī)快速冷卻。即保證熟料急冷前的處于1300-1400℃高溫，有利于熟料強(qiáng)度的提高。

5）在需要提產(chǎn)提窯速時(shí)，需在確保窯內(nèi)清晰有結(jié)粒的前提下，先增加煤管風(fēng)力至1.1-1.4倍，再在回轉(zhuǎn)窯電流處于上升趨勢(shì)的情況下提高窯速至3.5-3.8r/min，且提窯速時(shí)，應(yīng)小幅度提，每次不超過0.05r/min，即先加煤用風(fēng)再提窯速再增加投料量。回轉(zhuǎn)窯煅燒控制參數(shù)如表2所示：

表2：回轉(zhuǎn)窯煅燒控制參數(shù)

4.熟料冷卻：

1）采用篦冷機(jī)冷卻，篦冷機(jī)篦床前段冷卻風(fēng)機(jī)（一室、二室、三室）總風(fēng)量配備為用于普通硅酸鹽水泥冷卻風(fēng)量的1.5-2.0倍。在2500t/d線上配備一室風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量：23000m³/h，全壓：11500pa；二室風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量：22000m³/h，全壓：11000pa；三室風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量：20000m³/h，全壓：10000pa。

2）篦床中段各風(fēng)室（四室、五室、六室）風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)配套水槍，水槍中的水由高壓水泵提供，水槍前端裝置有噴頭，從噴頭出來的水在風(fēng)機(jī)的作用下噴射入篦冷機(jī)，進(jìn)篦冷機(jī)時(shí)呈霧化狀態(tài)，對(duì)高溫熟料進(jìn)行急速冷卻的同時(shí)進(jìn)行漂白，其中四室風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量：55000m³/h，全壓：9500pa；五室風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量：52000m³/h，全壓：9000pa；六室風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量：48000m³/h，全壓：8500pa。

3）步驟（3）得到的熟料在前段、中段篦床中急冷至580-620℃；然后經(jīng)過篦冷機(jī)后段（七室、八室、九室、十室），風(fēng)冷至100℃以下。

4）對(duì)篦冷機(jī)中與高溫熟料進(jìn)行熱交換后得到的熱風(fēng)分成三部分處理，其中一部分作為二次風(fēng)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，提高入窯二次風(fēng)的溫度，一部分通過熱風(fēng)管道進(jìn)入窯頭鍋爐用于余熱發(fā)電，還有一部分通過三次風(fēng)管進(jìn)入分解爐。

5.其余步驟同現(xiàn)有硅酸鹽水泥的常規(guī)生產(chǎn)方法，最終制得白度≥86、抗壓強(qiáng)度3d≥40mpa、28d≥68mpa的白水泥熟料。所得白水泥熟料化學(xué)分析如表3所示，物理性能如表4所示：

表3：出窯熟料化學(xué)成分分析

；表4：熟料物理性能

本發(fā)明生產(chǎn)出的白水泥熟料白度達(dá)到86以上，與白水泥熟料水冷漂白相當(dāng)，而28天抗壓強(qiáng)度達(dá)到68mpa以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水冷漂白的指標(biāo)。熟料超高的強(qiáng)度為混合材的添加提供了更多的選擇范圍，從而可生產(chǎn)出更高等級(jí)的白色硅酸鹽水泥。

國(guó)內(nèi)當(dāng)前白水泥生產(chǎn)廠家采用水冷漂白，絕大部分沒有余熱發(fā)電系統(tǒng)；少數(shù)配套余熱發(fā)電都只有窯尾鍋爐，而沒有窯頭鍋爐，發(fā)電量只有配全套的57%左右，造成能源的浪費(fèi)。本實(shí)施例煤耗160.62kg/噸熟料，余熱發(fā)電45.8度/噸熟料。

本實(shí)施例僅為解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。