低品位石灰石在新型干法窑的应用

郭永强（南阳中联水泥有限公司，河南 南阳 473000）

0 前言

我公司于2004年和2007年分别建成3 000 t/d和6000t/d生产线，石灰石消耗量巨大。自有矿山系秦岭群雁岭沟组下部岩性段条带状含石墨大理岩，矿体平均品位CaO含量46%，MgO含量1.40%。矿山中矿层与夹层交替出现，或矿层与变质夹层掺杂在一起，矿石质量变化大，经过15年的开采，品位高的矿体已逐年锐减，石灰石资源匮乏，质量下降问题凸显。加上夹层沙土逐渐增多，排废剥离量增大，达到15%～20%，生产成本进一步增加，石灰石开采使用能否做到剥采比最低，关系到公司的生存大计。因此，充分使用好矿山开采的废渣及废料，合理地利用低品位石灰石就显得十分重要和迫切。为此，公司成立了利用低品位石灰石生产优质熟料攻关小组，结合生产情况，摸索出一套合适的配料方案及煅烧参数。

1 低品位石灰石易烧性和易磨性实验

1.1 易烧性试验

分别选取正常进厂的石灰石（CaO含量≥45%）和CaO含量分别为44.3%、43.5%、43.0%的石灰石，和正常生产时的砂岩、铁铝土、转炉渣和硫酸渣，按照正常生料配料，进行易烧性实验，易烧性实验结果见表1。

表1 不同品位石灰石配料的易烧性试验

由表1可知，石灰石CaO含量低于44.3%时，易烧性显著变差。

1.2 易磨性试验

由于低品位石灰石中，结晶硅含量比较高，对物料易磨性有较大影响，把上述4个石灰石各称取5 kg，用实验小磨研磨5min，80μm筛余结果见表2。

表2 不同品位石灰石的易磨性试验

由表2可知，石灰石CaO含量低于44.3%时，易磨性显著变差。

通过对上述实验，我们决定把进厂石灰石质量指标暂定为CaO含量≥44.3%（必要时可以放宽到44.0%），SiO2含量≤12.0%。

根据石灰石控制指标，采取不同采面的石灰石多点作业装车，依据在线分析仪检测结果搭配进厂，从源头上做好石灰石质量控制。利用石灰石中转库多库储存、搭配放料，提高石灰石均匀稳定性。圆堆堆料时采取低品位石灰石堆低堆，高品位石灰石回堆的方法，稳定石灰石质量。

2 确定使用低品位石灰石的配料方案

在石灰石CaO含量≥45%时，我公司采用的配料方案如下：熟料三率值为KH=0.900～0.910，SM=2.50～2.60，IM=1.45±0.05，熟 料 中 Al2O3含 量 为5.00%±0.10%，Fe2O3含量为3.50%～3.60%之间。为了确保在回转窑生产时顺利进行，对低品位石灰石配料时进行易烧性实验，确定在回转窑内生产时配料方案，见表3。

表3 低品位石灰石不同配料方案的易烧性试验

为了保证回转窑的正常生产，我们选用4号配料方案，熟料KH控制在0.890～0.900之间，熟料中Al2O3含量控制5.10%±0.10%，Fe2O3含量控制3.6%±0.10%，提高液相量，改善生料的易烧性。

3 回转窑试生产

在试生产时定区下料，保证低品位石灰石配料顺利入窑生产。通过调整窑内热工制度，提高了回转窑的抗波动能力。低品位石灰石生产熟料数据见表4，熟料岩相结构见图1。

表4 低品位石灰石生产熟料数据

图1 熟料岩相

如表4所示，低品位石灰石生产优质熟料获得成功。通过熟料的岩相分析试验结果可以看出，C3S矿物发育较好，成大块状存在，反映出来的是回转窑的烧成温度合适，并未受到因石灰石品位降低的影响，同时可以判断熟料强度是能够得到保证的。

4 回转窑系统煅烧工艺措施

（1）加强石灰石源头质量控制，降低CaO含量波动范围。安排专人跟踪石灰石爆破挑拣、装车等环节，从稳定外观质量入手，充分利用在线分析仪对石灰石化学成分实时监测。对矿山开采情况、搭配使用情况、在线分析仪运行情况进行常规巡检，对石灰石的生产监督到位，降低石灰石品位的波动范围。利用石灰石中转库多库储存、搭配放料，提高石灰石均匀稳定性。

（2）稳定出磨生料质量。根据熟料指标要求，合理控制入磨在线分析仪指标，对照熟料数据，及时调整，保证熟料率值在要求范围内。由于低品位石灰石中硅含量较高，要严格控制生料细度小于16.0%，合理降低生料细度，控制0.2mm筛余在1%以下，降低结晶硅对窑煅烧的影响，保证熟料煅烧质量。

（3）煅烧过程精细操作。由于低品位石灰石中结晶硅含量比较高，物料不容易分解，要适当提高煅烧温度，提高液相量，使结晶硅及时反应，减少窑前飞沙。

（4）优化工艺煅烧参数。适当降低回转窑窑速，增加物料在回转窑内的停留时间。提高二次风温，增加篦冷机高温段的供风量，保证熟料急冷，提高熟料强度。适当增加头煤用量，保证窑前一把火，稳定窑内热力强度。调整燃烧器参数，增大外风用量，提高一次风压，使燃烧器火焰更加顺畅有力，同时每4h对燃烧器清理一次，防止端面结焦火焰变形。对预热器系统，适当提高分解炉出口温度，提高物料分解率，降低窑内热工负荷。

通过调整，稳定入窑物料成分，提高入窑分解炉，保证回转窑热工制度，实现了低品位石灰石代替优质石灰石配料的正常稳定生产。

5 结语

我公司立足于自有矿山石灰石品位降低，资源匮乏，利用低品位石灰石，通过配料和工艺调整达到生产优质熟料的目的。在配料方面根据石灰石质量，加强物料的预均化和均化，保证入窑物料成分稳定。合理下调熟料KH值，适当提高熔剂矿物含量，增加液相量。合理优化工艺参数，加强工艺煅烧，在高硅低钙的石灰石原料下，烧制出合格优质的熟料，达到节约资源，降低成本的目的。