技术 | 利用碱渣代替煤矸石在4600t/d生产线上生产熟料

碱渣主要为氨碱法制碱过程中排出的废渣，其化学成分与煤矸石类似，且价格低廉，利用其代替煤矸石生产水泥熟料，将产生较大经济效益。某公司一条4600t/d生产线上使用碱渣代替煤矸石生产熟料，取得了较好的效果。

1 原材料分析

1.1 化学成分分析

经检测，碱渣中不含重金属，无放射性物质。碱渣与煤矸石的化学成分分析见表1。

表1 碱渣与煤矸石化学分析%

由表1看出，碱渣与煤矸石的化学成分相似，只是Al2O3含量偏高，碱含量低于煤矸石。因此，可以把碱渣和铝矾土一起作为铝质校正原料。

1.2 工业分析

为预估碱渣对烧成的影响，对碱渣进行工业分析。碱渣与煤矸石的工业分析见表2。

表2 碱渣与煤矸石的工业分析

由表2可知，碱渣含外水比煤矸石多，灰分高，发热量明显低于煤矸石。

2 配料方案设计

考虑到碱渣经过高温煅烧，具有较强活性，且本身呈粉状，经粉磨后，易烧性进一步加强。综合分析，初步设计熟料理论热耗3 135kJ/kg，入窑生料和煤粉控制指标见表3。

考虑到碱渣易烧性好，为保证熟料强度，适当提高熟料KH值。同时，为防止熟料结大球，适当降低IM值。熟料控制指标见表4。

表3 入窑生料和煤粉控制指标

表4 熟料控制指标

3 熟料煅烧控制及采取措施

3.1 煅烧控制

1）实际生产过程中，从煤矸石到碱渣的过渡阶段，由于物料化学成分变化及中控调整不能及时适应，fCaO超标严重。对此，组织专题会议进行研究讨论，从操作上逐渐适应了煅烧。

2）KH偏高。在生料成分未做调整的情况下，熟料KH连续处于0.940～0.950之间，对窑的煅烧不利。考虑到回灰料对熟料成分的影响，取回灰料进行化学分析，见表5。由表5可见，使用碱渣和煤矸石时，回灰料成分有较大差异。

表5 使用碱渣和煤矸石配料时回灰化学分析

3）从窑前观察，熟料结粒过大，生烧料较多。

3.2 采取措施

1）降低入窑生料投料量，适当增加头煤，将三次风阀开度下调5%，将分解炉温度提高10℃进行控制，稳定中控操作。

2）调整燃烧器轴流风与旋流风压力。旋流风压力提高5kPa，轴流风压力下调5kPa，增强对煤粉的打散效果，提高窑内热力强度。

3）调整配料方案。适当提高SM，将岀磨生料SM调整为2.75±0.10，将熟料Al2O3下调到5.10%±0.1%，减小熟料粒径。

3.3 调整结果

经过调整，二次风温稳定在1100℃以上，三次风温控制在1000℃左右，分解炉温度、窑电流等参数均稳定在合理控制范围，窑系统热工制度明显好转。熟料化学成分及三率值控制在目标范围。熟料结粒均齐、致密、有金属光泽，fCaO控制在1.0%左右。主要经济指标对比见表6。从表6可以看出，配碱渣后生料磨台时产量略有下降；配3%碱渣（过渡阶段）与使用煤矸石期间比较，窑产量变化不大，配4%碱渣期间（稳定运行阶段）窑产量大幅提高；由于碱渣易烧性强，使用碱渣后标准煤耗显著降低，但熟料28d抗压强度有所下降。

表6 主要经济指标对比

4 结论

1）碱渣本身经过高温，具有较强活性，采用其配料后熟料结粒偏大，应适当提高熟料SM值。

2）利用碱渣代替煤矸石生产熟料，生料磨台时产量和熟料强度有所降低，窑产量明显提高，熟料标准煤耗显著降低，综合经济效益提升。

作者单位：四川峨胜水泥集团股份有限公司

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