煤矸石在熟料生产线上的应用

煤矸石在熟料生产线上的应用

郑

（1.焦作千业水泥有限责任公司，河南摘

波1，王彬彬1，刘小千1，宋亚飞2

454100；2.河南省建筑工程质量检验测试中心站有限公司，河南

郑州450000）

焦作

要;我公司通过对废弃煤矸石进行配料试验，分析煤矸石化学成分，将煤矸石的配比设定在1.5%，3%对熟料进行化学分

析，结果表明：煤矸石中虽然化学成分波动较大，但是经过前期处理以后，其易磨性和易烧性要优于河道淤沙。在使用煤矸石以后，我公司熟料饱和比控制比之前提高了0.02，熟料强度也有了一定程度的提高。关键词：煤矸石，配比；化学成分；熟料强度

Applicationofcoalgangueinclinkerproductionline

ZhengBo1,WangBinbin1,LiuXiaoqian1,SongYafei2(1.JiaozuoQianyeCementCo.,Ltd.,Jiaozuo,454100,China）

Abstract：Throughthebatchingtestofwastecoalgangue,ourcompanyanalyzesthechemicalcompositionofcoalgangue,setsthera⁃tioofcoalgangueto1.5%,3%toconductchemicalanalysisofclinker.Theresultsshowthatalthoughthechemicalcompositionofcoalcertainextent.

ganguefluctuatesgreatly,afterthepreliminarytreatment,itsabrasivenessandflammabilityarebetterthanriversilt.Afterusingcoalgangue,theclinkersaturationratioofourcompanyhasbeenincreasedby0.02,andthestrengthofclinkerhasalsobeenimprovedtoaKeywords:coalgangue；proportion；chemicalcomposition；clinkerstrength

0前言

焦作煤业集团在多年煤矿开采过程中，产生了

焦作市数十年堆积的废弃煤矸石进行配料试验，受煤矸石化学成分及焦作当地原燃材料质量的，在煤矸石配料方面进行了探索，取得了一定的经验。1

煤矸石化学成分分析

由于煤矸石产生的时间跨度大，堆积时间较长，因此化学成分变化非常大，经过多次取样，煤矸石化学成分见表1。

%

w（Al2O3）

9.5711.1710.8.1112.1012.5012.5022.8117.3619.0013.6828.7915.7118.5018.246.0913.573.3015.7314.5914.9716.07w（CaO）2.343.221.466.733.511.4611.122.231.390.561.670.842.091.671.391.121.4038.795.863.915.022.23w（MgO）0.951.261.473.362.730.845.262.501.002.001.101.301.901.802.400.201.103.011.401.200.603.40w（Fe2O3）7.504.385.4217.927.082.508.335.360.993.5712.511.7910.725.769.333.972.367.552.7.544.375.552020年第1期大量的煤矸石，既无法销售，又无法使用，常年堆积在矿区内部，占据了大量的土地，消耗了大量的人力和物力，也存在很大的安全隐患。如何合理处置这些煤矸石，成为企业发展的一大难题。在此情况下，焦作千业水泥有限责任公司（以下简称“我公司”）将

表1

采样日期

烧失量

3.516.486.6217.428.955.1522.6117.4340.729.009.0715.8810.6811.6610.184.356.6323.3825.4617.8715.2012.74w（SiO2）71.3070.5771.8744.6763.2073.4335.6748.0734.8361.3061.3747.6755.7755.7755.3783.1768.4321.6344.9347.5055.1754.97煤矸石化学成分分析

2018年12月13日

2018年12月15日

2019年1月15日

2019年3月11日

2019年3月12日

-37-

生产技术郑波，等：煤矸石在熟料生产线上的应用按照表1所示，煤矸石化学成分变化非常大，而且由于长时间堆积，导致煤矸石粒度不一，这些对使用都会造成一定的困难。2

煤矸石使用的前期工作

为更好的使用煤矸石，在使用之前，我公司对煤矸石进行了破碎处理，其化学成分见表2。在处理过程中将前期检验的化学成分差异较大的煤矸石进行了一定程度的均化，确保处理过的煤矸石化学成分尽可能均匀稳定。

表2烧失量

12.9113.8015.9115.1615.0113.9114.38破碎处理后的煤矸石的化学成分分析

%

w（SiO2）w（Al2O3）w（Fe2O3）w（CaO）w（MgO）55.0013.995.588.251.5154.2714.114.387.551.5151.0012.334.5810.912.4149.6714.117.577.831.8151.6712.725.3.792.2150.7012.595.9810.492.2151.6713.997.578.111.41Al2O3严格控制在4.8%以内，否则生产的连续运转将会受到较大的影响。但由表2和表3的数据可以看出，我公司原材料中Al2O3的含量偏高，在保证熟初步将煤矸石的配比设定在1.5%（见表4）。

表4

使用前

煤矸石

使用煤矸石前后生料配比

河道淤沙15.014.0转炉渣6.06.0石灰石79.078.5料Al2O3的前提下，我公司进行了配料方案的制定，

%煤矸石

0.01.5对应的熟料化学成分及物理性能分析见表5。由表5可以看出，煤矸石配比达到1.5%以后，熟料中Al2O3含量平均上升了0.1%，已经接近4.8%，熟料的硅率（SM）有所下降，铝率（IM）有所上升，但熟料强度变化不大。为了控制熟料Al2O3中含量，继续提高煤矸石的配比，我公司在原有原材料的基础上，对入窑煤质进行了调整，见表6。

表6

Mar/%1.581.Aar/%7.276.92进厂煤质的工业分析变化26.5222.24Var/%.6369.20Far/%Qnet,ar（/×4.18kJ/kg）586033由表2看出，破碎过后的煤矸石虽然化学成分

使用前使用后

仍然有波动，但是已经基本上能满足使用要求了。3

煤矸石配料应用

我公司生料采用三组份配料，分别是石灰石、河道淤沙、转炉渣，其化学成分见表3。

表3

原料石灰石42.60转炉渣

0.51千业水泥公司原料化学成分分析2.350.453.37

49.0541.137.38

0.884.32%3.501.55

烧失量w（SiO2）w（Fe2O3）w（CaO）w（Al2O3）w（MgO）

65.7312.4710.23

的含量，为煤矸石的进一步使用奠定了基础。经过一段时间的使用，我公司煤矸石配比提高到3%，具体熟料的化学分析和物理性能见表7。

由表7可以看出，煤矸石配比增加到3%以后，由于采取了相应的措施，整体熟料质量未发生大的变化，而且熟料强度较之前有了小幅度的上升。4

总结

（1）煤矸石中虽然化学成分波动较大，但是经过前期处理以后，其易磨性和易烧性要优于河道淤

通过煤质的调整，有效的控制了熟料Al2O3中

河道淤沙7.53

23.5010.96由于我公司原材料中MgO含量偏高，经过多年的生产实践，摸索出了高铁低铝的配料方案，熟料中

表5

日期

煤矸石配比1.5%时的熟料分析

28d强度/MPa抗压抗折8.256.58.656.38.556.68.856.28.556.68.556.38.556.48.657.08.957.18.157.28.556.5未使用煤矸石前

煤矸石配比1.5%

w（SiO2）w（Al2O3）w（Fe2O3）w（CaO）w（MgO）w（f-CaO）熟料率值3d强度/MPa%KHSMIM抗压抗折

4月2日21.244.633.0963.235.401.010.9172.751.506.128.74月3日21.2.673.1563.215.581.240.9142.721.486.028.月4日21.044.673.0962.985.521.190.9202.711.515.827.月5日21.224.683.1563.155.461.300.9142.711.496.127.月6日21.124.633.2762.815.511.190.9142.671.426.027.34月9日21.304.743.1762.955.131.360.9062.691.505.727.44月10日21.144.743.4763.115.261.450.9142.571.376.028.44月11日21.004.743.5963.285.261.450.9222.521.325.827.34月12日20.744.743.5363.035.381.480.9292.511.345.928.34月13日20.884.853.5362.955.381.540.9192.491.375.928.14月14日20.924.623.5962.865.441.600.9222.551.295.727.52020年第1期-38-

郑波，等：煤矸石在熟料生产线上的应用生产技术表7

日期7月2日7月3日7月4日7月5日7月6日7月7日7月8日7月9日7月10日7月11日7月12日7月13日煤矸石配比3%后熟料的成分分析

3d强度/MPa抗折抗压6.229.56.128.35.929.26.229.16.429.85.829.15.629.75.727.15.828.7628.45.928.15.728.628d强度/MPa抗折抗压8.960.48.858.88.960.28.757.69.259.28.560.68.759.68.857.78.65.058.28.957.68.958.8w（SiO2）w（Al2O3）w（Fe2O3）w（CaO）w（MgO）w（f-CaO）熟料率值

%KHSMIM21.004.3.3563.534.651.420.9232.551.4620.704.813.4163.704.831.300.9422.521.4120.824.813.3563.205.071.420.9282.551.4421.004.803.4563.505.191.320.9252.551.3920.5.3.4762.615.861.330.9262.461.4120.544.913.4162.445.841.820.9242.471.4420.5.743.5362.445.681.240.9272.491.3420.4.813.5962.695.741.170.9262.461.3420.704.813.4762.865.561.210.9272.501.3920.544.813.5963.375.201.390.9422.451.3420.504.813.5963.375.321.440.9442.441.3420.724.793.6363.265.471.480.9322.461.32沙。这是因为河道淤沙内的SiO2为结晶硅，易磨性较差，而煤矸石内的SiO2和软质砂岩的SiO2类似，因而其易磨性要好一点。再加上煤矸石本身具有约500×4.18kJ/kg的发热量，对整个生料的易烧性方面有一定程度的改善。在使用煤矸石以后，我公司熟料饱和比控制比之前提高了0.02，熟料强度也有了一定程度的提高。

（2）由于煤矸石Al2O3含量在15%左右，再加上

使用煤矸石配料以后有可能会出现液相量过大、导致结皮量增多，出于系统（特别是预热器）运行安全考虑，建议配比不宜过大。在运行过程中，需注意控制五级下料管温度不超过910℃，预热器岗位工加大预热器系统的检查及清扫频次（五级和烟室每1h清理一次），预热器旋风筒出现负压为零的情况要及时止料，防止出现堵料情况。

（4）我公司自4月开始使用煤矸石至今，已经消耗煤矸石4万多t，直接和间接的经济效益超过10000万元。而且盘活了大量的土地资源，社会效益也非常明显。

（编辑：于

在煤矸石处理过程中喷水、整体粒度小于30mm，因此在使用过程中有可能会出现滞仓、堵料的情况，因此我公司在使用过程中特别规定配料站仓位需严格控制。

料量进行灵活调整。一方面由Al2O3含量过高，会对

（3）煤矸石配比不建议过大，可以根据实际投

欢）（收稿日期：2019-09-09）

熟料三率值控制以及水泥性能带来影响；另一方面

􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀤷􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀􀥀信息中材国际（南京）举办”全球科技与交通技术的发展”科技报告会

新、性技术创新、轨道交通技术的发展、汽车自动驾驶技术的发展等方面展开。

2019年12月13日，公司科学大讲堂荣幸地邀请到丁荣军院士讲解全球科技和我国交通技术的发展。讲座围绕科技创丁院士从全球科技创新的趋势及资源分布中，深刻剖析出我国科技创新中存在的问题，并指出践行“科技强国”，深刻认识当今世界正处于大发展、大变革、大调整时期的新特征，着眼全局、面向世界、聚焦关键、带动整体才能推动科技体系全面创新；在性技术层出不穷的社会背景下，不同学科的相互配合更能切实推动行业发展，性技术是科学原理的创新性应用，成功的性技术往往是跨学科、跨领域的集成创新，而不是设计、材料、工艺方面的“线性创新”；科技引领轨道交通技术的发展，引领中国高铁梦的实现，未来科技仍给轨道交通技术带来无限空间。

来源:中材国际（南京）

2020年第1期-39-