水泥

水泥的主要生產原料是石灰石和粘土，按一定的比例配合經磨細得到水泥生料，在高溫下燒至部分熔融得到水泥熟料，稱為矽酸鹽熟料，和其他摻和料再經磨細得到水泥成品。

矽酸鹽水泥熟料中的主要化學組成是氧化鈣﹑氧化矽﹑氧化鋁和氧化鐵。氧化鈣主要來源於石灰質原料﹐如石灰石﹑白堊﹑泥灰岩等﹔氧化鋁和氧化矽則來源於含矽酸鋁的物質﹐如黏土﹑高爐礦渣﹑粉煤灰等﹔氧化鐵則利用硫酸生產中的硫鐵礦渣。用於生產矽酸鹽水泥的石灰質原料中的氧化鈣含量一般在52％左右﹔黏土質原料中的氧化矽含量達57％左右﹐氧化鋁的含量則小於20％。為了降低煅燒溫度﹐並在煅燒過程中生成一部分熔融物﹐常加少量氧化鐵原料。對原料還要控制其中鹼和氧化鎂的含量﹐即在水泥熟料中氧化鎂的含量應小於5％﹐總鹼量(Na O+K O)對於一般水泥應小於1.2％﹐對低鹼水泥則應小於0.6％。        

製作過程

矽酸鹽水泥生產流程可分為生料製備﹑熟料煅燒﹑水泥製成(粉磨)和包裝等過程。

        生料製備   包括從原料破碎開始至成分調配到合乎要求的生料過程。生料製備有乾法和濕法兩種方法。在乾法製備過程中﹐石灰石等大塊硬質原料﹐按傳統工藝是先經過一次破碎至大小在100mm左右的塊料﹐或再經第二次破碎至小於25mm的塊料(近年來已發展一次即破碎至小於25mm的塊料工藝)。黏土等含水原料則應經烘乾再與石灰石﹑鐵礦石等按比例送入磨機內﹐研磨成細的生料粉﹐輸入攪拌庫﹐在庫中用壓縮空氣攪拌﹐並調整成分至合格的生料粉。濕法製備生料過程與乾法的主要區別﹐在於黏土是先用水淘洗成泥漿﹐與石灰石和鐵礦石共同研磨至含水分約為35％的生料漿。乾法製備生料的主要優點是在煅燒水泥熟料時的熱耗比濕法低﹐每千克熟料的熱耗只需要3.6～4.6MJ﹐而濕法需要 5.2～6.3MJ。但濕法製備的生料成分較易均勻。一些先進乾法生產水泥廠﹐近年來採用原料預均化和生料成分自動控制等措施﹐以保證生料粉成分的均勻。 

        熟料煅燒   已製備好的生料在不同型式的窯內煅燒成水泥熟料。一般生料粉或生料漿在迴轉窯內煅燒﹐中國大多數小型水泥廠均採用立窯煅燒﹐用立窯燒煅時生料粉中混入需要的煤粉﹐並加適量水混合製成直徑為10～30mm的生料球。立窯煅燒的水泥熟料質量略差﹐但煅燒溫度低﹐耗煤量較小。為了節約能耗﹑提高迴轉窯的生產能力﹐自70年代開始發展了窯尾帶預熱器和分解爐的窯外分解技術。 

       水泥製成和包裝    從窯內出來的水泥熟料經冷卻後加入適量石膏(控制水泥中SO ≦3.5％)﹐在磨機內研細﹐製成矽酸鹽水泥。水泥研磨的細度對水泥質量影響較大﹐提高細度﹐可提高水泥的強度﹐但相應的電耗也增大。細度一般控制在0.08mm方孔篩上的篩餘量不大於10％﹐或者比表面積在3000cm /g左右。水泥研磨過程中的粉塵較大﹐因此在設備進出口﹑輸送過程及包裝處均應安裝收塵設備﹐如沉降室﹑旋風收塵器﹑袋收塵器等。一些先進的工廠中均裝有電除塵器。在中國還利用含K O高的黏土或鉀長石代替黏土原料﹐在煅燒過程中使氧化物揮發至塵埃中﹐收集含K O較高的粉塵﹐可以作鉀肥使用。水泥粉常用紙袋包裝﹐但近年來已大量改用散裝船﹑散裝車輸送﹐提高了裝運效率﹐降低了成本。

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