水泥熟料的燒制過程中，鐵質(zhì)原料是必備的。多年來，我公司一直以低品位選鐵尾礦作為鐵質(zhì)原料，但隨著其價格的不斷上升，使企業(yè)成本也不斷提高。冶煉廢渣是鋼鐵廠的副產(chǎn)品，排放量大，價格低，且其物理、化學(xué)成分與選鐵尾礦接近，因此我廠進行以冶煉廢渣代替選鐵尾礦配料燒制水泥熟料的試驗，本文就此作一介紹。
(1)試驗材料。試驗用冶煉廢渣是邯鄲武安市W鋼鐵廠所產(chǎn)，呈灰色粉狀，鐵化物以Fe2O3計，其質(zhì)量分數(shù)為22%左右。選鐵尾礦、砂巖為當(dāng)?shù)厣糍徣耄瑺t渣為邯鄲H電廠爐渣，煤由當(dāng)?shù)孛号c陜西煤1：1搭配。原料化學(xué)分析結(jié)果和燃煤工業(yè)分析結(jié)果見表1。
(2)工業(yè)試驗條件。試驗是在我公司2000 t/d熟料生產(chǎn)線上進行的，主要設(shè)備有雙列五級旋風(fēng)預(yù)熱器，D-D型分解爐，Φ4m×60m回轉(zhuǎn)窯，F(xiàn)uller型篦冷機，Φ4.6 m×(7.5+3.5)m中卸烘干磨(原料磨)，Φ4.2 m×11m康必丹磨(水泥磨)。
(3)配料方案。配料方案仍與原選鐵尾礦配料時相同，即：熟料熱耗=3553 kJ/kg，KH=0.92，SM=2.6，IM=1.65。按此方案，計算選鐵尾礦配料和冶煉廢渣配料的具體物料配比見表2。分析表2可知，相同配料方案下，用冶煉廢渣代替選鐵尾礦明顯減少了石灰石用量。增加了爐渣用量(石灰石成本遠高于爐渣，且爐渣又屬于工業(yè)三廢，企業(yè)應(yīng)用時可以享受相關(guān)的免稅政策)，顯然有利于成本的降低。
(4)應(yīng)用中的相關(guān)工況變化與說明。由于冶煉廢渣與選鐵尾礦性狀相當(dāng)，生料的制備過程中工藝條件不必作任何修改；且冶煉廢渣的均一性遠優(yōu)于分散購進的選鐵尾礦，故生料均化效果大大改觀；此外，冶煉廢渣中的多元素特性，大大改善了生料的易燒性。如冶煉廢渣中的C2S等礦物的晶種作用，以及FeO的助熔與降低液相黏度作用等，促進了熟料礦物的形成，降低了液相出現(xiàn)的溫度，尤其是明顯降低了液相全熔溫度，使燒成范圍明顯變寬。試燒時觀察發(fā)現(xiàn)，回轉(zhuǎn)窯不結(jié)圈，窯內(nèi)無大料球，且熟料顏色明顯改觀，熟料結(jié)粒圓滑密實。
(5)熟料質(zhì)量。熟料質(zhì)量對比見表3。顯然，使用冶煉廢渣代替選鐵尾礦后，熟料強度及其它性能均比使用前還有所改善。因此在保證水泥強度條件下，礦渣水泥混合材可增加2%左右。
(6)經(jīng)濟效益。選鐵尾礦價格一直在漲，目前價格保守估計在150元/t，而冶煉廢渣只要40元/t，以此計算每噸熟料成本降低6元/t左右，我公司兩臺窯生產(chǎn)熟料按120萬噸計，僅此一項每年就可增收720多萬元。同時生料配比中，石灰石用量的減少、爐渣用量的增加又帶來一定經(jīng)濟效益；此外因熟料強度的提高，在水泥生產(chǎn)中混合材摻量的增加還能進一步提高產(chǎn)品利潤。因此，利用冶煉廢渣代替選鐵尾礦燒制水泥熟料每年可給企業(yè)帶來約1000余萬元收益。
通過我廠生產(chǎn)經(jīng)驗，利用冶煉廢渣代替選鐵尾礦燒制水泥熟料可行、可靠，節(jié)能、利廢、增收。