关于硫对硅酸盐水泥熟料烧成过程的影响规律研究论文_吕鹏

山东鲁碧建材有限公司山东济南市钢城区 271104

摘要：水泥工业随着优质资源的不断减少，现阶段已经逐渐的朝着利用低质燃料的方向进行发展，但是因为如今水泥的生产工艺水平比较低，所以实际可以适应水泥生产的煤种范围还是比较狭窄，在我国多数新型干法水泥厂中，一般都使用低硫含量烟煤。如果在水泥生产中可以应用高硫煤，这样和其他行业之间的竞争就可以得到缓解，本文论述现在水泥生产中高硫煤的研究现状，并探在硅酸盐水泥熟料烧制中硫的影响。

关键词：硅酸盐；高硫煤；熟料烧制

引言：在人类社会的发展过程中，资源和人口以及环境是一直都是需要面对的难题，现今广大的科技人员和各国政府，都十分关注实际社会的可持续发展问题，同时，材料生产和环境的协调性之间的研究，直接影响着社会的可持续发展。

一、在水泥生产中高硫煤应用研究的现状

最早使用煤粉当做燃料的设备就是水泥窑，这个时候也是研究煤的起步阶段，最近这些年来，为了更好的去利用廉价的燃料，并将水泥的成本降低，使环境得到保护，我们国家的水泥研究者和生产者已经相继开展了很多研究工作。

在我们国家，很早就已经有了水泥立窑生产中利用高硫煤的相关报道，但是在实际立窑的时候，利用高硫煤作为主要燃料，十分容易出现结大块或挂边结窑的情况，而且在很多熟料这中的很高，强度不断下降，最终水泥十分容易出现快凝等问题。

所以很多立窑厂烧制水泥的时候，并不敢自己单独去利用高硫煤，一般为了降低成本都会就地取材，或者使用一些比较劣质的高硫煤，但是针对这样的方法来说，预期效果只能在预均化条件比较好的情况下达到，如果预均化条件并不是十分好的时候，使用优劣搭配这样的方法会导致配热出现不稳定的情况，尤其配料的难度比较大，实际进行立窑煅烧的时候操作起来也十分困难，最终导致熟料质量存在较大波动的情况。在水泥熟料实际烧制的时候，高硫煤有着很好的降温和加速阿利特形成的作用，同时在控制不当的时候，也会出现结皮堵塞等情况。

最近这些年来，水泥的生产方法在不断的进行着演变。但是在水泥生产中应用高硫煤的探究还是比较少。通过大量的研究表明，在把高硫煤当做燃料的时候，硅率和石灰饱和系数，以及铝率必须要高，使用低温煅烧的技术，让硫酸盐等矿物的挥发可以得到有效的减少，使和等矿物形式进入到熟料之中。只有这样做，才可以保证不会出现结皮堵塞的情况出现。

二、含硫物质对水泥熟料质量产生的影响

在实际生产水泥的时候，如果使用高硫煤作为主要的燃料，在煤中存在的硫，或是硫的化合物，会在生料煅烧的过程中，分解出大量的，并最中生成，以这样的形式存在，其中还有少量以和的形式存在的低价硫，同时一定程度上也可以形成等中间化合物，使生料出现液相的粘度和温度可以得到极大的降低，并使阿利特形成可以更加快速，让熟料的结构得以改善。但是如果它的含量过高，也会使的形成过快，在整晶体之中将大量的包裹其中，这时候就不能在继续对进行吸收形成。

实际使用高硫煤当做燃料的时候，液相量大且的含量比较高，熟料结成大块，会导致没有完全燃烧的C被整个大块包裹住，一定程度上也使还原气氛加重。在熟料之中，其中的三氧化硫主要是以固溶于玻璃相或是溶于矿物晶体的形式存在的，所以并不能更好的抑制的水化。因此很显然，这些被固定下来的化合物或硫，很大程度上都会严重的影响水泥熟料的质量。

三、水泥熟料实际烧成过程中硫对其产生的影响

水泥熟料液相初析的粘度和温度可以通过三氧化硫进行降低，并使液相量得到增加。但是三氧化硫被引入过多的时候，形成晶核的速率会逐渐变慢，同时晶体的实际生长速度会不断加快。最后使其中并不是很多的晶核长成了一个个大晶体，阿利特的尺寸在这个过程中也会不断增大，但是它的总体数量却在不断的减少。此外还十分容易和熟料之中的发生反应，并形成一个体积不断膨胀的硫铝酸钙，最终让水泥熟料的强度不断的降低。

在整个阿利特一硫铝酸盐水泥的熟料当中，存在着一定的三氧化硫，其可以更好的保证矿物的形成。但是因为在这个熟料之中，还有很多硅酸盐矿物，以及很多三氧化硫存在，所以吸收的时候会产生一定程度的阻碍，对的形成产生十分不利的影响。

（一）进行熟料煅烧的时候产生的物理化学变化

针对生料来说，经过高温之后可以发生一些列的化学变化和物理变化，并最后形成熟料。对于一般硅酸盐水泥生料的烧过程来说：

1. 的时候，黏土十分干燥，同时不断脱水分解。出现干燥是因为在物料中，很多自由水由于高温被蒸发。而脱水的产生主要是因为在矿物中，被分解时所放出的结构水，

2. 的时候，碳酸盐被分解。生料中的碳酸钙在这个过程中经过不断的煅烧，最后分解，并释放是一定的二氧化碳，同时产生低钙矿物。

3. 的时候，固液和固相之间会发生反应。黏土质和石灰质的分组之间，经过其中质点的不断扩散，进行了大量的固液和固相反应，其中每个矿物实际形成的温度都是交叉的。

（二）在熟料煅烧过程中硫的作用规律

1.1 差热分析

在的时候，是吸热峰，碳酸盐在这个过程中大量的分解，到了的时候，放热峰出现不明显的现象，在熟料中形成铝酸盐矿物和少部分。等到了左右的时候，第二个吸热峰会逐渐的出现，这样的情况说明液相在整个时候已经开始形成，而且实际的形成量也在不断的增多。生料在实际出现液相之前，放热峰并不是十分明显，这样的情况说明了在物料当中，各个氧化之间实际进行的反应很慢，而且形成熟料矿物的速度也比较慢。加入了硫碱氯之后，各个氧化物之间会出现十分剧烈的反应。

1.2 作用规律分析

随着温度不断的进行升高，各个矿物也会依次的形成，这样的情况说明熟料的形成可以得到高温的促进。但是针对不同你条件下硫的作用来说，没加入硫的试样在温度中，实际生成的矿物主要有和，等到温度升高到的时候，主要产生的矿物有和，同时在这个过程中还形成了新的矿相。在加入了硫的试样中，的时候，生成了和，但是其中的已经逐渐的转化成了。在温度升高到的时候，这时已经逐渐的形成。等到了的时候，会被其他的矿物包裹，生成固溶体，或发生了分解反应。