石灰石中的镁含量,碱含量对水泥熟料生产有哪些影响

如题所述

石灰石中的镁含量,碱含量对水泥熟料生产有以下影响:
MgO对水泥熟料煅烧的影响
水泥熟料主要成份是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等四种化合物,次要成份为MgO、R2O、SO3等化合物,而其中MgO含量允许达到5%,是次要成份中含量最多的一种。通常人们认为MgO影响水泥产品的安定性,规定了限制值,但实际上MgO在一定程度影响着熟料的煅烧,这种情况往往被忽视。现根据国内外的研究成果及工厂生产实践,讨论MgO对熟料煅烧及其产品性能的影响,供有关技术人员参考。
1、水泥原料中的MgO 水泥生产中,生料中的MgO主要来源于石灰石中的镁质矿物,这些矿物主要以硅酸镁、白云石、菱镁矿、铁白云石等不同类型存在。当石灰石中MgO以硅酸镁形式存在时,可获得均匀分布和细小(1~5μm)的方镁石晶体,而以白云石或菱镁矿形式存在时,易生成粗大(25~30μm)的方镁石晶体。我院曾对不同年代所形成的石灰石中MgO含量对熟料强度的影响进行了测试,发现石灰石中MgO的含量对熟料强度有一定的影响,总的趋势是石灰石中MgO含量越高,则熟料强度越低。根据试验研究,镁质矿物中MgCO3的分解温度为660~700℃,白云石Mg(CO3)2的分解温度为800℃,而石灰石中CaCO3分解温度接近900℃。在水泥熟料生产过程中,MgO较CaO先形成。
2、MgO对熟料煅烧的影响 熟料煅烧时,约有2%的MgO和熟料矿物结合成固熔体,此类固熔体甚多,例如CaO·MgO·SiO2、2CaO·MgO·SiO2、2CaO·MgO·2SiO2、3CaO·MgO·2SiO、7CaO·MgO·2Al2O3、3CaO·MgO·2Al2O3、MgO·Al2O3、MgO·Fe2O3以及C3MS2等,此类化合物的稳定温度在1200~1350℃,同时它还可能含有一些微量元素。在温度超过1400℃以上时,MgO的化合物会分解,且从熔融物中结晶出来。当熟料中含有少量细小方镁石晶格的MgO时,它能降低熟料液相生成温度,增加液相数量,降低液相粘度,增加液相表面张力,有利于熟料形成和结粒,也有利于C3S的生成,还能改善熟料色泽。粗大方镁石晶体的MgO超过2%时,则易形成方镁石晶体,导致熟料安定性不良。而当氧化镁含量过高时,则易生成大块、结圈和结厚窑皮,以及表面呈液相的熟料颗粒,此类熟料易损坏篦冷机篦板。
3、MgO对熟料结粒的影响
3.1 影响熟料结粒的因素
窑内熟料颗粒是在液相(有些资料称熔体)作用下形成的,液相在晶体外形成毛细管桥。液相毛细管桥起到两个作用:一是使颗粒结合在一起,另一作用是作为中间介质,使CaO和C2S在熔融态内扩散生成C3S,颗粒的强度取决于毛细管桥的强度,桥的强度即连接颗粒的力随液相表面张力和颗粒直径的降低而增加。毛细管桥的数量又和颗粒直径的平方根成反比。要结好粒,必须有足够的液相,并要求颗粒在液相内分布均匀,形成较高的表面张力,较低的液相粘度,适宜的结粒时间和温度等。
3.2 MgO对液相性质的影响 3.2.1 液相量
熟料液相量太少不易结粒,太多易结成致密的大块熟料。液相量与液相中所含的Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、MgO含量有关。从近年来国外发表的液相量计算公式中,MgO的系数得以提高,说明MgO对液相量有较大的影响,与Fe2O3的系数接近。
碱对水泥性能的影响可表现在:
l)水泥中碱溶出快,能增加液相的碱度,可加速水化速度及 激发水泥中混合材的活性,从而提高水泥的早期强度。
2)熟料含碱量较高时,会使水泥发生快凝、结块及需水量增 加,其原因是水泥水化时产生的 KOH NaOH会消耗石膏,从 而破坏石膏的缓凝作用。
3)水泥中的碱能和活性骨料发生碱骨料反应,产生局部膨胀, 引起构筑物开裂变形,甚至崩溃。
4)水泥中含碱量高,由于碱易生成钾石膏 (K2SO4CaSO4H20),使水泥库结块和造成水泥快凝。碱还能使 混凝土表面起霜(白斑)。 通常,熟料碱含量以 Na20 计应小于 1.3%;生产低热水泥用 于水工建筑时,应小于 0.6%;对旋风预热器窑和预分解窑,生料 中碱含量(K20+Na20)应小于 1%。为了尽量提高碱的挥发率, 在生产中要提高煅烧温度,延长煅烧时间,降低生料细度,以及 在生料中加入有利于煅烧和促使碱挥发的氟化物
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