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1、影响白色硅酸盐水泥白度的因素分析1前言由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料、适量石膏及符合GB/T2015-2005白色硅酸盐水泥规定的混合材料，磨细制成水硬性胶凝材料称为白色硅酸盐水泥，简称白水泥;1.白水泥的典型特征是拥有较高的白度，色泽明亮，主要用于建筑内外的装饰，如地面、楼面、台阶，以及建筑立面的线条、装饰图案、雕塑等。在实际生产过程中，要实现国家标准所规定的各项产品性能要求是不容易的，这些产品性能的影响因素是多方面的。因此，深入分析各类影响因素，改进相应的生产工艺，对提高白水泥产品的综合质量具有十分重要的意义。2白色硅酸盐水泥白度的影响因素2.1原料的影响普通硅酸盐水泥呈灰或灰褐色，这是由
2、水泥熟料中的一系列过渡金属的氧化物所引起的。按照对颜色的影响程度由大到小，这些过渡金属依次是：铬、锰、铁、钴、钒、镍、钛。这些元素在白水泥熟料中的含量要尽可能地少。从白水泥生产的实践表明，白水泥熟料中，当Fe203质量分数在0.45%0.70%时，熟料呈淡绿色；而当Fe203质量分数降至0.35%0.40%时，即呈白色（略带淡青色），所以对于白水泥而言，一般Fe203含量应低于水泥质量的0.5%2.在等量的情况下，氧化锰、氧化铬对白水泥白度的影响更加显着。世界各国对白水泥染色元素的氧化物的控制有一定的区别。国内白水泥熟料中Fe20355%,w（Fe2O3）但是，这些过渡金属对白水泥白度的影响规
3、律和机理是复杂的，并不是说，有这些金属氧化物的熟料白度就一定低。产生这种变化的原因在于过渡金属之间的相互作用，相互干扰；此外，过渡金属在熟料的形成过程中，也有充当矿化剂的作用，从而改变了矿物的形成，改变了各矿物间的比例与结构。2.2燃料熟料的形成需要在较高的温度下煅烧而成，需要消耗大量的能量。由于白水泥生料配料的高饱和比、高硅率、高铝率，典型三高;的特点，导致白水泥生料难烧，通常比普通硅酸盐水泥煅烧温度高100150。因而一方面，要求燃料热值高（发热量27200kJ/kg），燃烧速度快且能完全燃烧（挥发分25%32%），从而保证足够的烧成温度；另一方面，从提高白度的角度考虑，除了原材料中带入的
4、Fe2O3之外，燃料中的Fe2O3也是熟料中Fe2O3的一个重要来源，因此要求燃料带入的Fe2O3的总量尽可能的少。燃料的灰分含量及其中的Fe2O3都低，即灰分从上述两个要求来考虑，白水泥生产最为合适的燃料应该是没有灰分的燃料，即油气类资源，如重油和天然气资源，石油焦，阿尔博安庆白水泥生产线采用的燃料即是石油焦5.2.3设计率值因为硅酸盐水泥是由两种以上的氧化物化合而成的，在水泥生产中用各氧化物之间的比例，即率值，作为生产控制的指标，从而反应出对熟料矿物组成和性能的影响。我国采用的是石灰饱和系数KH、硅率SM和铝率IM.首先，石灰饱和系数反应的是C3S、C2S二者之间的比例关系6.当熟料的硅率
5、和铝率相同时，提高了KH,相同于提高了C3S的相对含量。过渡金属在C2S中染色能力要强于C3S7.所以，提高石灰饱和系数，熟料的白度和强度都能提高，这从国内外的生产实践来看也是符合的。但是，高饱和系数的配料难以烧透，这也会导致游离氧化钙的量增加，使熟料质量下降。正常生产中，将KH控制在0.900.95比较合适。白水泥的硅率也较高，硅率SM还表示熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例关系，相应反应了熟料的质量和易烧性。白水泥熟料要控制Fe2O3的含量，希望Fe2O3越少越好，则反应到铝率则是铝率越高越好。但是实际生产中，铝率作为控制指标的意义不大，只是用来确定配料方案。国内外几家白水泥生产设计率值如下
6、表1所示89:2.4漂白方式冷却制度对于白水泥白度影响较大，熟料冷却是白水泥生产中最特别的一道工艺。高温白水泥熟料不能像普通硅酸盐熟料一样，简单采用篦冷机空气冷却，否则低价态的过渡金属氧化物将被氧化为高价态，从而对白度造成比较大的不利。而采取特殊的工艺，不但不会使熟料的白度下降，更能够被漂白;.按漂白介质分，有水急冷漂白、中性介质漂白、还原介质漂白。采用水冷漂白，冷却熟料中可以形成较多的白色铝酸盐结晶，使熟料对光的反射能力大大提高，矿物结晶细小，也增加了对光的反射能力，从而提高白度。中性介质漂白主要采用的是氮气，还原介质采用的主要是焦炉煤气、丙烷等，虽然还原性介质漂白效果好，但是成本高，更重要
7、的是，它的控制工艺比较复杂。2.5生料粉磨与白水泥粉磨生料的粉磨与水泥的粉磨是水泥生产工艺中的两磨一烧;中的两磨;,白水泥的生产也是一致的，但由于白水泥产品高的要求，必须保证在这两次粉磨过程中，尽可能地减少Fe2O3等染色元素的污染，使用磨耗比较小的研磨体。比如，采用石质的衬板和研磨体。我国数家厂家采用小型的开路管磨，镶花岗岩衬板，以海卵石作为研磨体。这是这种磨机的产量过低，研磨体的磨耗比较大。目前而言，国内外主要采用的是高铬铸铁材料，研磨体采用刚玉球或者硅石球。为适应白水泥的生产，各国都相继开发了新型高效的磨机，各种新型的立磨发展迅速，并在实际生产中取得了比较好的效果。2.6影响白水泥白度的
8、其它因素很多的白水泥厂的熟料多呈现绿色的倾向，这是因为熟料当中Cr2O3的含量过多。Cr2O3的来源一部分来源于原料，还有一部分可能来源于含Cr的耐火砖。熟料在水泥窑的高温条件下，少量的耐火砖损耗熔入了熟料当中，而往往耐火砖当中含有较丰富的Cr.为解决这一个问题，可以采用镁基的耐火砖10.为了改善性能，提高产量，白色硅酸盐水泥的制成，通常加入适量的混合材。选用白度远高于白水泥熟料白度的混合材，一方面可以提高白水泥的白度，另一方面，由于混合材的生产成本远远比白水泥熟料的烧成成本要低得多，大量混合材的掺入，可以使白水泥的成本降低。白水泥的细度也对白度产生影响，在一定的细度范围内，白水泥白度随着细度
9、的增加也相应地提高，但这完全是由于水泥比表面积增大，增加了对光的反射能力，从而白度提高，是一种纯粹的物理作用7.3结语据不完全统计我国现有白水泥厂80多家，白水泥生产线大约160多条，80%以上的是Φ2.5m及以下的回转窑，年总生产能力约达到600多万吨11.但是，国内生产的白水泥品质普遍较低，低品质白水泥市场已出现严重过剩的局面，但高品质白水泥却尽产尽销。白水泥的质量和品质差仅仅是一个方面，高能耗、高污染是最大问题。对低品质、高能耗、高污染的白水泥生产线进行节能、增白技术改造，是企业生存和发展的必要手段。（1）由于白水泥生产对原、燃材料品质要求较高，在资源日益紧张的大背景下，将会严重
10、制约白水泥企业发展。开发使用低品质的原、燃料的白水泥生产工艺势在必行。（2）国外的白水泥原料选择上，都比较注意原料中MnO、Cr2O3、TiO2等其它染色元素的控制12.而我国白水泥的生产，还基本上还只是对Fe2O3含量进行控制。为了提高国内白水泥产品的质量，白水泥厂有必要将对原料中的MnO、Cr2O3、TiO2等进行测定，将熟料中的MnO、Cr2O3、TiO2等控制在较低的水平。（3）为了更好地对白水泥的产品进行质量控制，应该结合白水泥白度的偏色情况，进行生产工艺的调整，从而生产出颜色鲜艳的白水泥。参考文献：1中华人民共和国国家标准Z.2GB-T2015-2005白色硅酸盐水泥之白度测定J.3魏仁涛，贾学军。提高白水泥白度的措施J.水泥技术，2000（2）：48-49.4崔秀琴，付克明。影响白色硅酸盐水泥白度的因素J.湖南城市学院学报，2003,24（6）：100-102.5艾军，肖全贵，李振兴等。阿尔博安庆白水泥生产线设计与回顾J.中国水泥，2011（10）：41-44.6林宗寿。无机非金属材料工学M.武汉：武汉理工大学出版社，2009.7荣传勋。提高白水泥白度的工艺途径J.福建建材，1994（3）：59.8王燕谋，苏慕珍，路永华。中国特种水泥M.北京：中国建材工业出版社，2012.