干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 利用风积沙生产水泥的研究与应用

Arid

	利用风积沙生产水泥的研究与应用
	刘涛; 刘晓莉; 王建清; 袁伟; 丁来彬; 刘欢; 闫弘; 董敏; 向安斌; 郭大光
完成单位	新疆建筑材料研究院
登记(发布)日期	2012
中文摘要	《利用风积沙生产水泥的研究与应用》是自治区重点技术创新项目,属于产学研联合开发专项(新经信科装[2011]289号)。项目实施期自2011年1月至2012年12月。项目在全国水泥行业中创新性的开展利用灾害性物质风积沙替代天然石灰石、砂岩和煤矸石用于通用硅酸盐水泥熟料、通用硅酸盐水泥及高抗硫酸盐硅酸盐水泥的研制。在实验室研究阶段,通过对全疆范围内4个取样点20个批次的风积沙调研,明确了我区风积沙的主要分布、理化性能和化学成分等基础数据,比较了风积沙与天然矿产资源的化学成分差异,为风积沙替代天然石灰石、砂岩和煤矸石生产通用硅酸盐水泥熟料及水泥产品提供了理论依据。通过小试、中试和其他性能分析,确定了风积沙替代天然石灰石、砂岩和煤矸石用于通用硅酸盐水泥熟料及水泥产品生产的最佳工艺参数、最佳参量和最佳生料配比。在中试生产过程中,通过对风积沙易磨性、易烧性试验数据分析,生料配比的调整,配料过程中控制CaO/ SiO2比值及三个率值的调整,解决了风积沙用于水泥生产的各项技术难题,成功实现风积沙替代7%-10%天然钙质和硅质原料,其中风积沙替代了3.75%石灰石,29%砂岩和33%煤矸石作为原材料生产水泥熟料及通用硅酸盐水泥和高抗硫酸盐硅酸盐水泥,全部产品均符合各类国家标准及规范的技术要求。在试生产阶段,解决了风积沙中结晶硅用于水泥生产中难以粉磨、煅烧、化合等技术难题,确定生产工艺中的关键控制点,成功实现规模化生产。本项目以产学研结合的方式实现了灾害性物质风积沙作为原料用于水泥生产,开辟了该类灾害性物质综合利用新途径。探索了我区风积沙资源综合利用方式,有助于灾害性物质风积沙的综合利用,实现环境效益、经济效益、社会效益的结合。培养了本院和生产企业的一批技术人员,实践了科技创新。主要技术指标： ①完成对库车青松水泥有限责任公司周边共计4个取样点取回的20个批次风积沙样品的理化性能进行分析,基本了解了风积沙的理化性能。 ②实现风积沙替代水泥原料中7-10%的天然石灰岩、沙岩和煤矸石(钙质和硅质原料),其中风积沙替代了3.75%石灰石,29%沙岩和33%煤矸石。 ③研究、确定风积沙作为原料生产水泥时的最佳研究方案,最佳工艺参数,最佳工艺方案、最佳代替率、最佳配比、最佳工艺参数,解决了风积沙结晶硅在煅烧过程中难以化和和易磨性差的难题。 ④产品生产工艺过程,符合“过程质量控制”技术指标要求。 ⑤实现利用风积沙生产的水泥熟料,符合GB/T 21372-2008《硅酸盐水泥熟料》标准要求。 ⑥最终水泥产品的各项性能指标均符合 GB175-2007《通用硅酸盐水泥》和GB748-2005 《抗硫酸盐硅酸盐水泥》标准要求。创新点： (1)通过对全疆范围内风积沙的调研,明确了我区风积沙的主要分布、理化性能和化学成分等基础数据,比较了风积沙与天然矿产资源的化学成分差异,为风积沙替代天然石灰石、砂岩和煤矸石生产通用硅酸盐水泥熟料及水泥产品提供了理论依据。 (2)通过小试、中试和综合分析,以及对风积沙易磨性、易烧性试验数据分析进行生料配比的调整,配料过程中控制CaO/ SiO2比值及三个率值,确定了风积沙用于通用硅酸盐水泥和高抗硫水泥和相应的最佳工艺参数、最佳掺量、最佳配比和最佳研究应用方案。 (3)解决了风积沙中含有的结晶硅用于水泥生产难以粉磨、在煅烧过程中难以化合的技术难题,探索了风积沙资源化利用方式,有助于风积沙的综合利用。 (4)成功实现风积沙替代7%～10%天然钙质和硅质原料,其中风积沙替代了3.75%石灰石,29%砂岩和33%煤矸石作为原材料生产水泥熟料及通用硅酸盐水泥和高抗硫酸盐硅酸盐水泥。项目研究与已有技术相比有重大创新,达到国内先进水平。成果已应用情况及应用前景预测：成果已应用情况：本项目实现了风积沙代替7～10%的天然石灰岩、沙岩和煤矸石(钙质和硅质原料),其中风积沙替代了3.75%石灰石,29%沙岩和33%煤矸石,生产水泥熟料、通用硅酸盐水泥、高抗硫酸盐硅酸盐水泥的规模化生产。生产的产品均符合GB/T 21372-2008《硅酸盐水泥熟料》、GB 175-2007 《通用硅酸盐水泥》和GB748-2005《抗硫酸盐硅酸盐水泥》标准技术要求,获得了显著的经济效益和社会效益。 ①自项目实施以来,企业利用该项目技术成果生产水泥165.2万吨,其中32.5复合硅酸盐水泥108.5万吨,42.5普通硅酸盐水泥56.7万吨。1200t/d生产线生产水泥熟料43万吨,按照1.7的料耗比折合生料73.1万吨,每吨生料的生产成本降低 2.3元,节约成本168万元;5000t/d生产线2012年度生产水泥熟料135万吨,按照1.7的料耗比折合生料230万吨,每吨生料的生产成本降低2.2元,全年节约成本506万元,两条生产线共节约成本674万元。 ②使用风积沙做为原材料生产生料,每吨可降低电耗0.3元,共生产生料303.1万吨,节约电费90.93万元。 ③自利用本项目研究成果进行规模化生产后,风积沙不经过破碎工序,改为旁路进料,直接进入原料库中,两台破碎机每天少开4小时每年大约节约5.72万元。每年减少破碎锤及颚板费用共计35.08万元。通过本项目的实施,共节约成本805.73万元。实现产值54423.67万元(5.4亿元),产生所得税2816.07万元。应用前景预测： (1)我区有两大沙漠,南北疆均处于沙漠边缘,在全疆范围存在大量的风积沙。风积沙侵占良田,对人类生存环境构成严重威胁。南疆地区用于生产水泥的粘土质原料匮乏,水泥生产已使该地区许多优良的土地资源被破坏。利用风积沙进行水泥熟料及水泥产品的生产可以减少自然资源的开采量,保护环境,节约了天然矿产资源。 (2)生产成本的降低,利用风积沙的最大优势在于其接近于0的成本优势,我区南疆地区大部分水泥厂均位于沙漠边缘地带,风积沙随处可见,通过本次项目的研究成果,水泥生产企业仅需要一点低廉的运费就可将其利用到水泥生产中去。 (3)通过该项目技术成果的应用,企业可以享受各项优惠税收政策,进一步提高经济效益。
中文关键词	风积沙 ; 水泥熟料 ; 水泥产品
成果类型	应用技术
中图法分类号	TQ172.7
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001571587
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243119
推荐引用方式 GB/T 7714	刘涛,刘晓莉,王建清,等. 利用风积沙生产水泥的研究与应用[Z]. 应用技术,2012.