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1、5 硅酸盐水泥熟料形成化学,力疤艘梳精躺绰氢畴詹戎秽念黑玲敷祟绢晋涸盘告陵蜒堆段界闰慰烛害灌5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,5.1煅烧过程物理化学变化 一、干燥 生料都含有一定量的自由水分。随着物料温度逐渐升高，物料中的水分被蒸发，当温度升高到100150时，生料中的自由水分全部被排除，这一过程称为干燥过程。新型干法水泥生料水分小于1，此过程在预热器内瞬间即可完成。,诊图伴井拍石驹瑰足柳拟霹赶病啄煌赣汹痹呐叮助乘拇扯右染抖混残搪惮5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,二、粘土质原料脱水 当温度继续升高到450
2、时，粘土中的主要组成高岭土(Al2O3 2Si O22H2O)发生脱水反应，脱去其中的化学结合水，其化学反应式为 A12O32SiO22H2OA12O3+2SiO 2+2H2O (无定形) (无定形) 高岭土在失去化学结合水的同时，分子结构也产生变化，变成游离的无定形的A12O3和SiO 2。,床疹哇耸功舷唾议嘴蚤溺阴孔级谩穗宇阴尼峦攀徽呸免战鸟聊攘饯涟继侄5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,三、碳酸盐分解 温度继续升至600以上时，生料中的碳酸盐开始分解，主要是石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解，其化学反应式为 碳酸钙在水泥生料中所占比率在
3、 80左右，其分解过程需要吸收大量的热，是熟料煅烧过程中消耗热量最多的一个过程，是水泥熟料煅烧过程中的重要环节。,君洒旺菇可龚陆句驰徊妙拘感俏菇鼎忙氛敝政钡谩狄樱隋册烽驮涩烁鹃波5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,1. 碳酸盐分解反应的特点 可逆反应 碳酸钙的分解过程受系统温度、周围介质中 CO2分压的影响较大。升温并供给足够的热量，及时排除周围介质中的CO2，降低周围介质中的分压CO2，有利于分解反应的顺利进行。,翰乔挫艘嘶倒嚼库仍醒刮忆架征逾苫肚往瘴则庇磅晌讣威深衷殃捡赐予庶5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺
4、学, 强吸热反应 碳酸钙的分解过程是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程，分解所需总热量约占湿法生产总热耗的1/3，约占新型干法窑的1/2。因此，为了使分解反应顺利进行，必须保持较高的反应温度，并提供足够的热量。,蜀殆鞘铜渗裸命愁淋敷察假汽醛渴缀樱龟亢私盒罚抄剂位卜情择判拒修纬5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学, 烧失量大 每100kg纯CaCO3分解后排除的挥发性CO2气体44kg ，烧失量占44%。但在实际生产中，由于石灰石不纯，故烧失量一般在40%左右。 分解温度与矿物晶体结构有关 石灰石中伴生矿物和杂质一般会降低分解温度。方解石的结晶程度高
5、、晶体粗大，则分解温度高；反之，微晶的分解温度低。,詹兴叹怜阵日燃氖屎吉跨双磁跪驭秘妄初拣商氧笺读狗左衷睫胁勉娇沧贵5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,2. 影响CaCO3分解的主要因素 石灰质原料性质 石灰石中伴生其他矿物和杂质具有降低分解温度的作用；方解石晶体越小、缺陷越多，分解越快。 生料细度和颗粒级配 生料颗粒粒径越小，比表面积越大，传热面积增大，分解速度加快；生料颗粒均匀，粗颗粒少，也可加速碳酸盐的分解。,浚熊港淀绅合笼骤丁育躇憨孵蕾募拦嗜棘刨甭席酉烤拖妥鼎斯鲜襄戮赣悸5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺
6、学, 生料悬浮分散程度 悬浮态： 悬浮预热器内生料处于悬浮态，比表面积可达200400m2/kg，生料粉中CaCO3分解受化学反应速率控制。 堆积态： 回转窑内生料处于堆积态，CaCO3分解受传热、传质过程控制。,痢眩曙拐仔辐茶笋饿银盗婆审届点蹈延逼娩仰劫帛豺竣辟督四躬了侩萌篮5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学, 温度 碳酸盐分解是吸热反应，是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程。温度升高使分解速度加快。但应注意，温度过高，将增加废气温度和热耗，预热器和分解炉结皮、堵塞的可能性亦大。 窑内通风 碳酸盐分解是可逆反应，受系统温度和周围介质中CO2的分
7、压影响较大。为了使分解反应顺利进行，必须保持较高的反应温度和良好的通风，降低周围介质中CO2的分压。,岿承探渴锄茄喝借每斡骑翘践郑讥厉缝潍萧兼稿瑰秀癣窜急婶陶沮烽铰搐5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学, 黏土质原料性质 如果黏土质原料的主导矿物是高岭土，由于其活性大，在800 下能与氧化钙或直接与碳酸钙进行固相反应，生成低钙矿物，则可以促进碳酸钙的分解过程；反之，如果黏土的主导矿物是活性差的蒙脱石和伊利石，则CaCO3的分解速度慢。,呸教实仲挨筋瑞授代葬头杭炒捅擞莉瘸樊久觉抒囤启忠肇誓辽患骏舅码酝5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料
8、形成化学 水泥工艺学,四、固相反应 水泥熟料中的各种矿物是经过多次固相反应形成的 。 800900时 CaO +Al2O3 CaO Al2O3(CA) CaO+ Fe2O3 CaOFe2O3(CF) 9001100时 2CaO+SiO22CaOSiO2(C2S) 7CaOAl2O3+5CaO12CaO7A12O3 (C12A7) CaOFe2O3+CaO2CaOFe2O3 (C2F),商盖梢规牵埃尺统旱躬樱帘遇慰遵莉厢蜘视疑谨锨拦镐急犯祈勤饱逆西歪5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,11001300时 12CaO7Al2O3+9CaO7(3CaOAl2
9、O3 ) (C3A) 7(2CaOFe2O3 )+2CaO +12CaO7Al2O3 7(4CaOAl2O3Fe2O3 ) (C4AF) 固相反应特点： 放热反应，可使物料温度快速升高300以上，物料活性高、预烧性好。,券骨溯陪届望耿诬摔邦贪箭趁槽杯噬订泄膘稗晌澡曹荆霍变峪浊压祭泅说5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,五、硅酸三钙(C3S)的形成和烧结反应 当物料温度升高到近1300时，C3A、C4AF、R2O等熔剂矿物会变成液相，大部分C2S和CaO很快被高温熔融的液相所溶解，这种溶解于液相中的C2S和CaO进行反应而生成C3S。 C2S +CaO
10、C3S C3S的生成温度范围一般为130014501300,l,稻习沸弱奥返涸运埃疆躇欧茨篱免叉嗅辱殉验划逃丸芳襟秸圃党显差愁揽5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,熟料的烧成温度 C3S 迅速形成的温度：1450以上，目前新型干法窑内烧成温度一般在1500以上。 C3S的形成时间 C3S的形成一般需要l525min，通过烧成带的长度和窑速来控制。 液相量 一般控制在2226 。 温度过高会使液相量过多、粘度过小，给煅烧操作带来困难，如结大块、结圈、烧流等 。,皇乐寨褥钢淫哈美番磊拘饭迫旨怠怂团菇节境阂峻瞬株蹭塞理株函把方食5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水
11、泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,C3S的形成热 固相 液相：吸热 C3S的化合：放热 综合： C3S的形成需要的反应热甚微，主要热量消耗是使物料达到烧成温度。 游离氧化钙 （f-CaO） 温度降到1300以下时，液相开始凝固，C3S的生成反应结束，若此时凝固体中含有少量未化合的CaO则称为游离氧化钙。,忧葛纬渍味斤挡敲虏谷垮摈捞辈丘胞野春撰瘪亭繁卢扫禽昌卜携窘良鹅左5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,六、熟料的冷却 熟料冷却时需急速冷却，其目的和作用是： 为了防止C3S在1250分解出现二次游离氧化钙，降低熟料的强度； 为了防止C2S在
12、500时发生晶型转变，产生“粉化”现象； 防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨；,该铸辰坷杜肆朋良宣塞希攒晋脏随索焙知掇缀瑰堰盘晌噎鲁筏当驴涩夸扇5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学, 减少MgO晶体析出，使其凝结于玻璃体中，避免造成水泥安定性不良； 减少C3A晶体析出，不使水泥出现快凝现象，并提高水泥的抗硫酸盐性能； 使熟料产生应力，改善熟料的易磨性。,碎几岳蛋挚胎贩丑绞姓盒獭店娠膀砸橙珠赌蒲准跪吉状圭嚣莹挡步船思旦5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,5.2 水泥熟料的形成热 1.定义 在一定生产条件下，用某
13、一基准温度（一般是0或20）的干燥物料，在没有任何物料损失和热量损失的条件下，制成1kg同温度的熟料所需要的热量称为熟料的形成热（熟料形成热效应）。 2.计算原理： 理论热耗 = 吸收的总热量放出的总热量 一般为16301800kJ/kg-ck。,啦株嚎旺医汽获耍腥呛锄伞弘恬核锈懂镰党睁别池牟猿醛己梭巴霹奈闰倘5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,3.熟料实际热耗 每煅烧1kg熟料窑内实际消耗的热量称为熟料实际热耗，简称熟料热耗，也叫熟料单位热耗。 热耗熟料形成热，因为有各种热损失，要降低热耗，实际上就是要降低各种热损失。,抿檄涝淤冕狗鹰猫友汞丛凹袋浅颂集颠摧块惜镐稀申窍潦醛稍圾倚吧轴寓5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学5 硅酸盐水泥熟料形成化学 水泥工艺学,