高灰分煤對硅酸鹽水泥熟料燒成的影響

通過在水泥生料中摻加不同品質(zhì)高灰分煤的煤灰，研究了灰分對硅酸鹽水泥熟料液相變化、礦物形成及巖相結(jié)構的影響。結(jié)果表明，灰分含量的升高是降低液相初析溫度的主要原因，隨著灰分含量的升高，C3S的含量降低，C2S的含量增加。同時，灰分使生料中酸堿礦物比例改變，造成熟料礦物分布的均勻性更差，熔蝕現(xiàn)象更多。

水泥生產(chǎn)的主要燃料是普煤。普煤質(zhì)量的優(yōu)劣，對水泥熟料的煅燒質(zhì)量至關重要。我廠主要生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥，現(xiàn)有2條2 000 t/d的新型干法水泥生產(chǎn)線，所用煙煤灰分，一直都在26%左右。由于近年燃料資源緊張，價格一路飆升，加之焦炭形勢看好，低灰分煤皆用于煉焦高價外銷，導致水泥生產(chǎn)用煤只好選用高灰分煤。2004年度生產(chǎn)用煤和2005年度生產(chǎn)用煤見表1。表1 調(diào)整前后的煙煤工業(yè)分析和煤灰分成分 1 高灰分煤煅燒熟料引發(fā)的問題由于煤灰分高，發(fā)熱量低，導致窯溫和爐溫下降，三次風溫也明顯降低，煤粉燃燒速度變慢，煤粉不完全燃燒現(xiàn)象嚴重。同時高灰分煤粉中的Al2O3和SO3含量也較高。其在窯中的表現(xiàn)為：當含有炭粒和較多的Al2O3及SO3的煤灰沉落到燒成帶末端時，導致液相量提前出現(xiàn)，造成窯后結(jié)圈，通風不暢，料流不穩(wěn)，熟料質(zhì)量不佳，工況惡劣，嚴重時，甚至造成停窯。其在窯尾的表現(xiàn)為：爐溫低，煤粉細度粗，顆粒大，在分解爐內(nèi)未能及時燃燒，含有炭粒和較多的Al2O3及 SO3的煤灰會隨上升氣流跑至預熱器等處集結(jié)悶燒，導致預熱器過熱、結(jié)皮、堵塞、出口廢氣溫度偏高，此種非正常狀況下生產(chǎn)出的水泥熟料，由于CaO的含量偏低，煤灰分摻加量過大，導致C3S偏低，早期強度不高，且熟料發(fā)艮，粉磨困難。2100433B

釋文：在工業(yè)利用上，灰分Aad≤5 .00%稱特低灰煤（SLA）；5.01%～10.00%稱低灰煤（LA）；10.01%～20.00%稱低中灰煤（LMA）；20.01%～30.00%稱中灰煤（MA）；30.01%～40.00%稱中高灰煤（MHA）；40.01%～50.00%稱高灰煤（HA）?；曳质敲旱挠泻Τ煞?，它降低煤的發(fā)熱量，影響焦炭質(zhì)量，而且增加運輸負荷。但有時灰分中卻含有多種品位相當高的稀有、分散和放射性元素。從煤灰中提煉上述元素或利用煤灰制造水泥、磚瓦等建筑材料都是煤綜合利用的重要內(nèi)容。 2100433B

原煤灰分是指原煤在一定溫度下，經(jīng)過燃燒后，所剩下不能燃燒的殘渣，即絕對干燥灰分，原煤灰分是按照有關“煤炭質(zhì)量數(shù)量管理規(guī)程”通過采樣(抽樣調(diào)查)，進行化驗測定的結(jié)果。原煤灰分是反映煤礦企業(yè)原煤生產(chǎn)工作質(zhì)量的重要指標，也是原煤驗收計量的標準。

因此，應努力降低原煤灰分。亦稱“原煤全水分”。是原煤質(zhì)量指標之一。指原煤的外在水平(即濕存水分)與內(nèi)在水分(吸附水分)之和所占原煤重量的百分比。

灰分分類

（1）煤中礦物質(zhì)

煤中礦物質(zhì)分為內(nèi)在礦物質(zhì)和外在礦物質(zhì)。

a.內(nèi)在礦物質(zhì)，又分為原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)。

原生礦物質(zhì)，是成煤植物本身所含的礦物質(zhì)，其含量一般不超過1～2%；次生礦物質(zhì)，是成煤過程中泥炭沼澤液中的礦物質(zhì)與成煤植物遺體混在一起成煤而留在煤中的。次生礦物質(zhì)的含量一般也不高，但變化較大。

內(nèi)在礦物質(zhì)所形成的灰分叫內(nèi)在灰分，內(nèi)在灰分只能用化學的方法才能將其從煤中分離出去。

b.外來礦物質(zhì)，是在采煤和運輸過程中混入煤中的頂、底板和夾石層的矸石。外在礦物質(zhì)形成的灰分叫外在灰分，外在灰分可用洗選的方法將其從煤中分離出去。

（2）煤中灰分

煤中灰分來源于礦物質(zhì)。煤中礦物質(zhì)燃燒后形成灰分。如粘土、石膏、碳酸鹽、黃鐵礦等礦物質(zhì)在煤的燃燒中發(fā)生分解和化合，有一部分變成氣體逸出，留下的殘渣就是灰分。

灰分通常比原物質(zhì)含量要少，因此根據(jù)灰分，用適當公式校正后可近似地算出礦物質(zhì)含量。