矿渣微粉在水泥中的应用 河池广驰水泥有限责任公司 黄锴 ［摘 要］ 将粒化高炉矿渣、粉煤灰、沸腾炉渣和磷石膏 表２ 废弃物化学成分（％） 按６５：１０：２０：５配比烘干后磨至４００￣／ｋｇ的矿渣微粉．所配制 水泥各种性能指标满足ＧＢ１７５—２００７｛ｉ￣－用硅酸盐水泥》的技 术要求，可以作为混合材应用于水泥生产中。 ［关键词］矿渣微粉水泥资源综合利用 节约资源是我国的基本国策．大力发展资源综合利用，加 快建设节约型社会．是我国经济建设和社会发展中一项长期 的战略性任务 随着社会经济的蓬勃发展．消耗资源也越来越 快．同时．大量工业废渣的排放，已严重威胁到人类生存环境 和社会经济发展 河池市随着经济发展．工业企业每年产生大量的粉煤灰 （河化集团）、粒化高炉矿渣（河钢、雅钢、柳钢）、沸腾炉渣（河 化、宜化）、磷石膏等矿渣，年产生量达５００万吨。 矿渣微粉作为水泥混合材时．如果与熟料一起粉磨．往往 当熟料磨细后．矿渣还没有磨细．不能充分发挥矿渣等废渣的 活性 河池广驰水泥有限责任公司２００９年１０月建一台 ２．６ｘ１３ｍ微粉高细磨系统．专门磨制矿渣微粉．矿渣粉应用 于水泥中已有一年多，现将有关体会介绍如下： 研 １ 掺入矿渣微粉前水泥基本情况 公司所用的熟料为大部分自产立窑熟料．有少量外购旋 窑熟料。主要化学成分和矿物组成见表１。一与 表１ 熟料主要化学成分和矿物组成（％） Ｓ，ｏ２ ＣａＯ ＭｇＯ Ｆｅ２ｏ３ Ａｌ２０３ Ｃ３Ｓ ＣｚＳ Ｃ Ｃ Ｆ 自产 ２０．３４ ６４．４５ １．５４ ３．７９ ５．５４ ５５．６Ｏ １６．６８ ８－２８ １１．５２ 鱼峰 ２１．３２ ６５．６８ １．４８ ３．７７ ５．５９ ５７．７７ １７．８６ ８．４４ １１．４６ 混合材种类有粉煤灰（河化集团）、沸腾炉渣（河化集团）， 均为活性混合材料，掺量１５％（配比１：１）。 公司水泥生产现有一台为中３．２ｘ１３ｍ闭路高细磨．磨前 有对辊破作为预破碎．平均进磨颗度１０ｒａｍ以下 生产Ｐ． Ｃ３２．５、Ｐ・０４２．５时８０１￣ｍ筛余控制在３．Ｏ％以下．比表面积在 ３５０ ｒｆｆ／ｋｇ以上 ２矿渣微粉的应用 ２．１矿渣微粉的生产 公司粒化高炉矿渣、粉煤灰、沸腾炉渣的主要化学成分见表２。 ＼＼成分 产 ＼ Ｓ ０２ Ａｌ２ｏ３ Ｆｅ２ｏ３ Ⅳ ０ Ｃａ０ ＭｇＯ Ｓ 柳州钢铁厂 ３８．２８ ８．４０ １．５７ ０．４８ ４２．６６ ７．４０ ｛ 河池钢铁厂 ３２－２７ ９．９０ ２．２５ １１．９５ ３９．２３ ２．４７ ０．７２ 雅脉钢铁厂 ４０．１０ ８３１ Ｏ．９６ １．１３ ４３．６５ ５．７５ ０．２３ 河化粉煤灰 ５２３８ ２１．９９ １０－７１ ０．１６ ４．１０ １．６６ ｝ 河化炉渣灰 ６０＿２６ １９．０７ ８．３７ ０．０２ ３－３７ １．４３ ｝ 粒化高炉渣、粉煤灰、沸腾炉渣经配比均化后经回转烘干 机烘干至水分１．０％以下后．人干渣库．按比例和磷石膏经过 ２．６ｘ１３ｍ高细磨磨至比表面积４００ｎｉ／ｋｇ后．人矿渣微粉库， 其中粒化高炉渣、粉煤灰和沸腾炉渣的配合比例根据微粉的 质量．磨机台时产量及电耗而定 ２．２矿渣微粉的掺加方法 在成品磨机、选粉机、提升机增设一个矿渣微粉配料库， 库底安置螺旋秤计量系统．与选粉机出来的水泥共同人提升 机．空气斜槽入成品库 ２＿３矿渣微粉的掺加比例确定 （１）矿渣微粉中高炉矿渣、粉煤灰、沸腾炉渣的配比。 用高炉矿渣作为水泥混合材．主要是以其活性为主要优 点，但高炉矿渣较难磨，而粉煤灰、沸腾炉渣易磨，但活性偏低 （配比产量见表３）。 表３ 不同配比试验表 序 高炉 粉煤 沸腾 磷石 比袁 单位 凝结时间 ８００熟糟 ２００微粉 矿渣 灰 炉渣 膏 产量 面积 电耗 （初凝／终 ２８ｄ抗压 号 （％） （％） （％） （％） （ｔ／ｈ） （ｒｆ （ｋＷ 凝） 强度对比 ／ｋｇ） ・ｈ） （ＭＰａ） １ ８０ １０ ５ ５ １８ ４１Ｏ ８０ ２：２０／３：１５ ５０．５／５７．１ ２ ６５ １０ ２Ｏ ５ ２４ ４３０ ６５ ２：２Ｏ／３：Ｏ０ ４６．３／５７．１ ３ ５０ １Ｏ ３Ｏ ５ ２５ ２５Ｏ ６２ ２：４０／３：２５ ４１．８／５７．１ 通过反复实验和探索，高炉矿渣６５％、沸腾炉渣２０％、粉 煤灰１０％、磷石膏５％的矿渣微粉配比．磨机台时产量高．单位 电耗低，水泥实物强度合适，水泥颜色较黑．水泥凝结时间正 常。 （２）矿渣微粉的细度、比表面积确定（见表４）。 由表４可见．矿渣微粉的早期强度较低．而后期强度增进 率较快。随着比表面积的提高。其活性指数（强度比）相应提 高。当矿渣微粉比表面积达到４００ ｒｆ／ｋｇ时 ２８天活性指数达 到９８％，与水泥基本相当，但当矿渣微粉比表面积提高．磨机 研菟骊 口 表４ 不同比表面积强度表 高炉矿渣６５％、粉煤灰１０％、沸腾炉渣２０％、磷石膏５％ 比表面积 活性指数（％） ３ｄ ７ｄ ２８ｄ ９１ｄ ３００ ３０ ５５ ７５ １１Ｏ ３５０ ３５ ６０ ８６ １２Ｏ ４００ ３５ ７５ ９８ １２５ ４５０ ３８ ８０ １Ｏ５ １３６ ５００ ４２ ９５ １１Ｏ １４３ 台时产量下降，单位电耗增加明显．经济不合理．公司决定按 ４００ ／ｋｇ进行质量控制。 （３）矿渣微粉的掺加比例确定 矿渣微粉掺加比例需要根据出厂水泥质量要求、出磨水 泥质量情况、矿渣微粉比表面积及矿渣微粉本身活性等来确 定。化验室用出厂水泥与矿渣微粉掺加试验（见表５）。 表５ 水泥掺加矿渣微粉后的物理性能表 配比 朽淮稠 凝结时间 抗折强度 抗压强度 Ｑ５水表 水浞 矿渣 度用水 （ＭＰａ） （ＭＰａ） 比睦砂 、 微粉 量（％） 初 、 终 ３ｄ ２８ｄ ３ｄ ２８ｄ 流动度 （％） １ １００ ０ ２３．６ １：５０ ２：５０ ５．４ ８．１ ２６．６ ５７．０ １８５ ２ ８５ １５ ２４．０ ２：２０ ３：１５ ４＿７ ９．３ ２３．１ ５０．５ １８８ ３ ８０ ２０ ２４＿３ ２：２５ ３： ４．０ ８．０ ２０．２ ４９．６ ２００ ４ ７５ ２５ ２４．６ ２：３５ ３：３６ ４．０ ７．９ １９６ ４８．７ ２１０ ５ ５０ ５０ ２５．０ ２：４５ ３：４０ ３．９ ７．８ １６．８ ４２．９ ２１５ 试验用矿渣微粉密度２．８８ｇ／ｅｍ ，比表面积４１２ｍ２／ｋｇ，７ｄ活 性指数７５％，２８ｄ活性指数９５％，从表５看Ｐ．０４２．５可以掺 加２０％．Ｐ．Ｃ３２．５掺量５０％。 ２．４实际应用情况。 ２０１０年二、三季度数据统计结果见表６。 表６ 出磨出厂水泥物理性能表 抗折强 抗压强 ０．５水灰 凝结时间 项 目 ＭＰａ） 度（ＭＰａ） 比胶砂 流动度 初 终 第二毂 出磨水泥 ７．９ ４８．０ ２０８ ３：２０ ４：３３ 出厂水泥 ７．８ ４７．９ ２１５ ３：１５ ４：２０ 第撒 出磨水泥 ５．Ｏ ４９．６ ２２０ ３：０５ ３：５０ 出厂水泥 ７．９ ４９．１ ２１８ ３：１１ ４：２２ 矿渣微粉掺量平均为２５％．产品质量达到ＧＢ１７５—２００７ 《通用水泥》标准要求。 ２．５冬季掺加粉渣微粉情况 冬季因气温低．掺加高掺量矿渣微粉会造成水泥凝结时 间慢，早期强度低的缺点，将通过调整工艺水平配方要求，减 少矿渣微粉量来达到合理的早期强度和正常的凝结时间要 求。 ２．６掺加矿渣微粉的均匀性保证措施及实际效果 （１）水泥从选粉机出来后，一同矿渣微粉进均化器（容量 ３ｍ３）进行预均化。停留时间２分钟左右。保证大部分均化效果 （２）矿渣微粉与水泥从均化器出来后。经过较长距离的空 气斜槽．保证有足够的均化时间。水泥装车、装包必须进行多 库掺配均化 （３）停磨后重新开机３０分钟内不掺加矿渣微粉。１小时 内须降低矿渣微粉掺加量至１０％．以免局部水泥中矿渣微粉 实际掺加超量，造成出厂水泥质量事故 （４）每星期对水泥中矿渣微粉量进行盘库，发现问题，及 时对配料称进行校整。 通过上述各种有效措施．２０１０年公司月均变异系数都不 大于３．５％（见表７）。 表７ 月平均变异系数 ２０１０生 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 变异系数 １．３７ １．２１ １．１８ １．４２ １．６７ １．５８ １．８９ １．７９ １．６４ ２０１０年一、二、三季度的均匀性试验（见表８）。 表８ 均匀性试验表 出厂 生产 ２８ｄ抗压强度（ＭＰａ） 变异 编号 日期 最大值 最小值 平均值 标准偏 系数 （ＭＰａ） （ＭＰａ） （ＭＰａ） 差 Ｓ００６ ２０１０．１ ４８．８ ４７．１ ４８ ０ Ｏ．６２ １．２９ Ｓ１４４ ２０１０．４ ４８．２ ４６．８ ４７．６ ０．４８ １．ＯＯ ￥２３５ ２Ｏ１Ｏ．７ ５０．６ ４８．３ ４９．６ ０．７２ １ ４６ ３经济效益 使用矿渣微粉后．由于提高了矿渣本身活性和对火山灰 质混合材的激发作用．在水泥质量水平不变的情况下．水泥混 合材掺人量加大．按矿渣微粉成本（２０１０年１～ｌ０月）１５０．３元／ 吨．水泥生产成本２０８．７５元，吨，２０１０年ｌ～１Ｏ月新增水泥产 量６６７５９．７吨．新增润利３００万元。 ４小结 ４．１ 在水泥中掺加矿渣微粉．Ｐ・０４２．５中掺加１Ｏ％ ２０％．Ｐ．Ｃ３２．５掺加５０％，２８ｄ活性指数≥９５％，水泥实物强度 ３ｄ强度有所降低。凝结时间延长４０分钟，２８ｄ强度有所增加， 并提高了水泥砂浆和混凝土的和易性和耐久性。 ４．２在水泥中掺加矿渣微粉．通过均化器预均化、空气 斜槽均化、多库掺配均化以及强化相关工艺管理等多种措施， 确保出厂水泥的均匀性。 ４．３冬季在水泥中掺加矿渣微粉时．需降低矿渣微粉 量．通过调整工艺配方，提高早期强度和缩短凝结时间。 ４．４在水泥中掺加矿渣微粉．具有明显的质量效益和经 济效益。在水泥生产中具有推广意义。
