材料工程技术专业《硅酸盐水泥原料的选择教案(学案)》
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硅酸盐水泥熟料的矿物组成在硅酸盐水泥熟料中,CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等并不是以单独的氧化物存在,而是以两种或两种以上的氧化物反响组合成各种不同的氧化物集合体,即以多种熟料矿物的形态存在。
这些熟料矿物结晶细小,通常为30~60um,因此,可以说硅酸盐水泥熟料是一种多矿物组成的、结晶细小的人造岩石。
1.熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种:硅酸三钙:3CaO·SiO2简写成C3S硅酸二钙:2CaO·SiO2 简写成C2S铝酸三钙:3CaO·Al2O3 简写成C3A铁铝酸四钙:4CaO·Al2O3·Fe2O3简写成C4AF另外,还有少量的游离氧化钙〔ƒ-CaO〕、方镁石〔即结晶氧化镁〕、含碱矿物以及玻璃体等。
硅酸三钙和硅酸二钙合称硅酸盐矿物,约占75%左右,要求最低为66%以上,它们是熟料的主要组分。
铝酸三钙和铁铝酸四钙合称熔剂矿物,约占22%左右。
硅酸盐矿物和熔剂矿物总和约占95%左右。
对于中等水化热、中等抗硫酸盐水泥熟料中的C3A≤%,C3S <%;高抗硫酸盐的水泥熟料中的C3A≤%,C3S<%。
硅酸三钙和硅酸二钙都是硅酸盐矿物,硅酸盐水泥熟料的名称也由此而来。
在煅烧过程中,铝酸三钙和铁铝酸四钙与氧化镁、碱等在1250~1280℃开始会逐渐熔融成液相以促进硅酸三钙的顺利形成,因而把它们称之为熔剂性矿物。
四种主要矿物的含量一般范围及国内外局部水泥生产企业生产数据见表4-2。
表4-2 熟料矿物含量范围〔%〕〔1〕硅酸三钙①形成条件及其存在形式硅酸三钙是硅酸水泥熟料中的主要矿物,通常,它是在高温液相作用下,由先导形成的固相硅酸二钙吸收氧化钙而成。
现代研究及测试技术一致证明:水泥熟料中的硅酸三钙并不是以纯的C3S形式存在,而总是与少量的其他氧化物如A12O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶体。
这种固溶体在反光显微镜下的岩相照片为黑色多角形颗粒,将其定名为阿利物〔Alite〕,简称A矿。
水泥生产用原燃料的选择知识点注释#生产硅酸盐水泥熟料的主要原料#有石灰质原料〔主要提供CaO〕和粘土质原料〔主要提供SiO2、Al2O3、Fe2O3〕。
#生产硅酸盐水泥熟料的校正原料#当石灰质原料和粘土质原料配合所得生料成分不能符合配料方案时,必须根据所缺少的组分掺加相应的原料,这种以补充某些成分缺乏为主的原料称为校正原料。
主要针对粘土质原料中某种化学成分的缺乏,通过校正原料进行补充,分铁质校正原料、铝质校正原料、硅质校正原料。
#石灰质原料#但凡以碳酸钙为主要成分的原料都属于石灰质原料。
分为天然石灰质原料和人工石灰质原料。
常用的天然石灰质原料有:石灰石、泥灰岩、白垩、大理石、贝壳、珊瑚类等。
#粘土质原料#主要提供酸性氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3。
水泥生产采用的天然粘土质原料有粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩、河泥、湖泥等。
#铁质校正原料#指以氧化铁为主要成分的原料,通常氧化铁含量大于40%,用于补充氧化铁的缺乏。
常用的有低品位的铁矿石、炼铁厂的尾矿、硫酸厂的工业废渣硫铁渣〔俗称铁粉〕。
也有用铜矿渣、铅矿渣的。
#硅质校正原料#指以二氧化硅为主要成分的原料,一般二氧化硅含量70%~90%,用于补充二氧化硅的缺乏。
常用的有砂岩、硅藻土、硅藻石、河沙、粉砂岩等。
#铝质校正原料#指以三氧化二铝为主要成分的原料,一般三氧化二铝含量大于30%,用于补充三氧化二铝的缺乏。
常用的有粉煤灰、煤矸石、矾土等。
#无烟煤、烟煤#通常以挥发分含量来划分,挥发分含量大于10%的为烟煤,挥发分含量小于10%的为无烟煤。
#低品位原料#是指哪些化学成分、杂质含量与物理性能等不符合一般水泥生产要求的原料。
#工业废渣#企业的废渣或副产品。
为了鼓励企业综合利用工业废渣,国家出台了很多鼓励,如免税〔财税2021 156号〕?财政部国家税务总局关于资源综合利用及其他产品增值税的通知?,通知所称废渣,是指采矿选矿废渣、冶炼废渣、化工废渣和其他废渣。