工業(yè)鋁灰作為鋁質(zhì)校正原料在熟料煅燒中的應用

樓美善，張學彥，樓凱翔，戴建盛，龔貞（.浙江虎鷹水泥有限公司，浙江金華0；.浙江金華第一中學，浙江 金華 000；.字節(jié)跳動科技有限公司，浙江 杭州 00）

0 引言

工業(yè)鋁灰是電解鋁或鑄造鋁生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的熔渣經(jīng)冷卻加工后的副產(chǎn)品，人們通常把工業(yè)鋁灰當作廢渣而堆棄，尋找經(jīng)濟有效的方法加以利用和治理工業(yè)鋁灰，不僅可以實現(xiàn)資源的有效循環(huán)利用，還將對實現(xiàn)經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。我公司將工業(yè)鋁灰在水泥企業(yè)的開發(fā)利用作為一個重要課題進行試驗研究，并進行推廣利用，取得了較好的成效。

1 原材料及生料配料

我公司一條日產(chǎn)2500t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，生料配料原來采用石灰石、黏土、有色金屬灰渣三組份進行配料，其配比基本穩(wěn)定在石灰石∶黏土（1）∶有色金屬灰渣=90.2%∶7.0%∶2.8%左右，我公司沒有配備石灰石礦山，當?shù)厥沂Y源相對較為貧乏，品位不夠理想，石灰石中CaO含量一般在47%～49%左右，SiO2含量一般在8%～10%左右，各原材料成分見表1，生料配比及成分見表2。

表1 原材料化學成分 %

表2 生料配比及成分 %

在原有生料配料基礎上，我們將摻用2%工業(yè)鋁灰，用石灰石、黏土（2）、工業(yè)鋁灰、有色金屬灰渣四組份進行配料，其配比及成分構成見表3。

表3 用工業(yè)鋁灰配料后的生料配比及成分 %

2 生料易燒性試驗

將方案一石灰石∶黏土（1）∶有色金屬灰渣=90.2%∶7.0%∶2.8%和方案二石灰石∶黏土（2）∶工業(yè)鋁灰∶有色金屬灰渣=90.2%∶5.1%∶2.0%∶2.7%組成的配料分別稱取5kg在化驗室Φ500mm×500mm試驗小磨分別粉磨30min，并分別將以上2組粉磨生料各稱取1kg在950℃高溫爐內(nèi)恒溫預燒30min，取出冷卻，同時取我公司煤粉500g放在815℃高溫爐內(nèi)燒1h，燒成煤灰以便摻入配料，該煤粉的煤工業(yè)分析和煤灰的化學成分分別見表4，5。

表4 煤的工業(yè)分析 %

表5 煤灰的化學成分 %

我公司熟料實物煤耗為146kg/t，則熟料燒成煤灰摻入量為：0.146×20.50%=3.0%，將以上二組準備好的預燒生料和煤灰分別按97%∶3%比例進行充分混合，分別稱取試樣，將其成型，做成試體，把試體放在高溫爐內(nèi)分別按1350℃、1400℃、1450℃恒溫煅燒30min，并測定f-CaO含量，結果見表6。

表6 不同生料配料方案煅燒物料的f-CaO含量

從以上試驗可以看出，用工業(yè)鋁灰進行生料配料燒制熟料，其f-CaO較低，生料的易燒性得到進一步改善。

3 工業(yè)生產(chǎn)

在生料易燒性試驗的基礎上，開始在我公司2 500t/d新型預熱器回轉窯的生料配料上采用工業(yè)鋁灰進行配料，由原來的石灰石、黏土（1）、有色金屬灰渣三組分配料改為石灰石、黏土（2）、工業(yè)鋁灰、有色金屬灰渣四組份配料，工業(yè)鋁灰的配比控制在2%，熟料化學成分見表7。

表7 工業(yè)鋁灰配料與原配料熟料化學成分

從回轉窯的運行情況來看，生料配料采用工業(yè)鋁灰配料后，由于工業(yè)鋁灰電解鋁或鑄造鋁生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的熔渣經(jīng)冷卻加工后的產(chǎn)物，該原料已經(jīng)過高溫氧化分解，玻璃體礦物多，活性好[1]，改善了生料的易燒性，表現(xiàn)在熟料的燒結范圍寬，生料好燒，溫度提升快，熟料f-CaO低。采用工業(yè)鋁灰配料后，由于生料易燒性的改善，在窯的操作上要適當減少頭煤用量，同時要堅持“薄料快燒”的煅燒方案，適當提高窯速，一方面可降低窯內(nèi)物料的填充率，強化窯內(nèi)的通風，避免局部出現(xiàn)還原氣氛，使熟料的煅燒更加充分[2]，用工業(yè)鋁灰配料熟料物理性能對比見表8。

表8 工業(yè)鋁灰配料與原配料熟料物理性能及煤耗對比

采用工業(yè)鋁灰配料煅燒的熟料質(zhì)量與原配料基本相同，標準煤耗比原配料低0.5 kg/t。從生產(chǎn)實踐來看，工業(yè)鋁灰的摻量不宜超過4.0%，否則會出現(xiàn)窯尾煙室、分解爐錐部結皮等現(xiàn)象，從而影響窯工況，給生產(chǎn)帶來不利。

4 結論

（1）工業(yè)鋁灰可以作為鋁質(zhì)校正材料用于水泥企業(yè)的生料配料中，且可提高生料的易燒性，降低熟料煅燒煤耗，尤其適合于石灰石品位較差或者高硅低鋁黏土配料的水泥企業(yè)。

（2）工業(yè)鋁灰在水泥企業(yè)的開發(fā)利用，不僅能提高水泥企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且為工業(yè)鋁灰廢棄資源的利用開辟了一條新途徑。