硅酸盐水泥的生产

一、水泥的定义与分类

凡磨细成粉末状，与适量的水混合后，经过一系列物理化学变化能由可塑性浆体变成坚硬的石状体，并能将砂、石等敬粒状材料胶结在一起、能保持并发展其强度的水硬性胶凝材料，统称为水泥。

水泥品种很多，通常可按主要水硬性矿物、水泥的用途和性能进行分类。按主要水硬性矿物可以分为：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥以及少熟料和无熟料水泥等。按水泥的用途和性能可分为：通用水泥、专用水泥和特种水泥。通用水泥如通用硅酸盐水泥的六大品种水泥，用于一般土木建筑工程；专用水泥，如油井水泥、大坝水泥、耐酸水泥、砌筑水泥等，用于某一专用工程；特种水泥，如双快(快凝、快硬)硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、自应力铝酸盐水泥等，用于对混凝土某些性能有特殊要求的工程。

以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材制成的水硬性脓凝材料称为通用硅酸盐水泥。通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合砖酸盐水泥。

二、硅酸盐水泥生产的原燃料

(1)原料。生产硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料和融土质原料。如果这两种原料按一定配比组合还满足不了形成矿物的化学组成的要求，则需要加入校正原料。因此，硅酸盐水泥的原料主要由三部分组成：石灰质、菇土质及校正原料。

石灰质原料主要提供氧化钙(CaO)，常用的天然石灰质原料有石灰岩、泥灰岩、贝壳等。作为水泥原料，石灰石中CaO含量应不低于45％-48％。泥灰岩是由碳酸钙和茹土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩，所以是一种极好的水泥原料，因为它含有的石灰岩和黏土已呈均匀状态，易于燃烧。

黏土质原料主要提供氧化硅和氧化铝，也提供部分氧化铁。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等，其中黄土与教土用得最广。作为水泥原料，除了天然黏土质原料外，赤泥、煤矸石、粉煤灰等工业废渣也可作为教土质原料。

当石灰质原料和茹土质原料配合所得牛料成分不能符合配料方案要求时，必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料。当生料中Fe2O3含量不足时，可以加入黄铁矿渣或含铁高的黏土等加以调整；若SiO2不足，可加入硅藻土、硅藻石等，也可加入易于粉磨的风化砂岩或粉砂岩加以调整；若Al2O3不足，可以加入铝矾土废料或含铝高的教土加以调整。

(2)燃料。般烧水泥熟料采用的燃料有固体燃料、液体燃料与气体燃料。闹体燃料如烟煤与无烟煤，回转窑一般用烟煤，立窑用元烟煤；液体燃料多为重油、渣油；气体燃料为天然气。

(3)矿化剂。为降低烧成温度和改善炬烧条件，生成更多液相，有利于硅酸盐水泥熟料的形成而加入的物质称为矿化剂，常用的矿化剂有萤石、石膏等。少量矿化剂的加入可降低液相出现的温度，或降低液相熟度，增加物料在烧成带的停留时间，使石灰的吸收过程更充分，有利于熟料的形成，提高窑的产量和质量，降低消耗。

三、硅酸盐水泥的生产方法及工艺流程

硅酸盐水泥的生产分为三个阶段。第一阶段称为生料制备，即石灰质原料、黏土质原料与校正原料经破碎（破碎设备）或烘干（烘干设备）后，按一定比例配合、磨细，并调配为成分合适、混合均匀的生料；第二阶段称为熟料燃烧，即生料在水泥窑内燃烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料；第三阶段称为水泥制成，即熟料加适量石膏，有时还加一些混合材料共同磨细为水泥。这三个阶段简称为“二磨一烧”。

由于各地条件、原料资源和采用的主机设备等情况不同，水泥生产方法也有所不同，通常有两种分类方法，一是按炬烧窑的结构分为立窑和回转窑两种，立窑有普通立窑和机械化立窑；回转窑有湿法回转窑、于法回转窑和半干法回转窑。二是按生料制备方法分为湿法、干法和半干法三种。

水泥生产工艺流程有干法回转窑生产工艺流程、湿法回转窑生产工艺流程和立窑生产工艺流程等。于法回转窑生产工艺流程见图1.0.1，立窑生产丁艺流程见图1.0.2。