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碱矿渣水泥 矿渣在水泥建材中的应用

摘 要：矿渣是钢铁生产的冶炼废渣，化学成分和熟料相似，作为一种工业废弃物在我国大量存在。矿渣具有潜在水硬性，经高细、超细粉磨，比表面积达到400㎡/kg以上后，就呈现出水硬性，可以作为水泥的主要组分。为响应水泥行业节能减排、发展循环经济的号召，矿渣经过粉磨在水泥建材中被广泛应用。
关键词：矿渣微粉；矿渣粉磨；立式矿渣磨机

近几年，在国际、国内两个市场拉动下，我国钢铁工业快速发展，钢铁产能急剧扩张。矿渣是黑色冶金工业影响环境负荷的主要固体废弃物，根据钢铁行业2008年运行基本情况分析数据，2008年我国产粗钢50049万吨，生铁47067万吨，钢材58177万吨，冶炼废渣产生33100万吨，（其中钢渣约为14300万吨，高炉矿渣约18800万吨），综合利用16700万吨，加上历年累积，总贮存量为3.8亿吨，占地6万亩，这些露天储存的冶炼废渣堆存侵占土地，污染毒化土壤、水体和大气，严重影响生态环境，造成明显或潜在的经济损失和资源浪费。据估算以每吨冶炼废渣堆存的经济损失12.5元计，每年造成经济损失47.5亿元。所以，冶炼废渣的无害化、资源化处理是我国乃至世界各国十分重视的焦点，也是我们推进循环经济的中心内容之一。
矿渣在水泥工业中的综合利用主要经过了三个阶段。
第一阶段主要是在1995年以前，粒化高炉矿渣主要是作为水泥混合材使用。粉磨方式以熟料、石膏、矿渣按比例在一起混合粉磨为主。矿渣由于难磨，在水泥中的掺量有限，一般不超过30%。
第二阶段是1995～2000年，国外磨细矿渣粉对高性能混凝土耐久性的影响，引起了国内学者的重视和效仿。矿渣微粉作为混凝土的高掺合料，在建筑工程中逐步推广使用。但由于要求矿渣微粉比表面积要达到600㎡/kg以上，国内仅有几家生产。主要原因是：当时，年产30万吨规模的矿渣微粉生产厂，几乎全是进口国外的立磨生产线。进口设备价格昂贵、生产线投资相当大。以年产30万吨矿渣微粉生产线为例，一次性投资至少在5000万元左右。
第三阶段是在2000年之后，粉磨设备节能技术和矿渣微粉应用经济技术研究的深入，使广大水泥及混凝土搅拌站企业认识到，矿渣微粉最经济的粉磨细度应控制在450㎡/kg左右。各种粉磨设备都能够生产出市场不同需求的矿渣微粉，并获得相应的经济效益。随着水泥工业产业结构调整政策力度的加大，在大力发展循环经济的推动下，矿渣微粉的产量年年翻番，目前已接近3000万吨/年，建材行业内一个新兴产业正逐步在形成。
国内某大型钢铁公司（简称S）对现有的高炉矿渣处理方法是：除一部分销售给当地的水泥企业，绝大部分不能利用的矿渣，由S公司购买废渣填埋场地，对废弃的高炉矿渣进行填埋，公司每年用于购置填埋场地及处理废弃的高炉矿渣的资金多达上百万元。一是浪费了国家宝贵的土地资源，同时对社会带来环境危害；二是对填埋掉的高炉矿渣资源是一种浪费，使高炉矿渣对社会不能发挥应有的作用，不符合国家循环经济的国策；三是公司用于高炉矿渣填埋的专项环保资金会逐年上升，对企业造成了极大的压力。所以对高炉矿渣综合治理，是关系到公司按照国家循环经济国策发展生产，保障国家有限的资源合理利用，保护环境，保护国家有限土地资源的一项重要举措。于是S钢铁公司委托我院设计一条矿渣粉粉磨站生产线，该项目设计情况如下：
1 主要技术方案
1.1 建设规模
年产矿渣粉240万吨。建设四条年产60万吨矿渣微粉生产线，烘干热源用高炉煤气作为预热式燃气炉热源。矿渣粉主要用于水泥厂及各商品混凝土搅拌站做混合材，外销至水泥厂或周边地区商品混凝土搅拌站。
1.2 生产方法
矿渣粉生产线采用四台MTP4600.4立式矿渣磨机粉磨，根据市场需求，确定工作制度，确定磨细矿渣粉全年工作10个月，每月工作28天，年生产磨细矿渣粉240万吨。
2 工艺流程简述
原矿渣及脱硫石膏由汽车运入矿渣联合堆棚中，由铲车送入喂料仓，经皮带输送机、斗式提升机送入计量仓，计量仓经计量内的矿渣及脱硫石膏，按照一定配合比由电子皮带秤、皮带输送机、三道锁风阀喂入立式辊磨，在辊磨中物料随着磨盘的旋转从其中心向边缘运动，同时受到磨辊的挤压而被粉碎。粉碎后的物料在磨盘边缘处被从风环进入的热气体带起，粗颗粒落到磨盘再粉磨，较细颗粒被带到选粉机进行分选，粗粉也返回到磨盘再粉磨，合格细粉被带入袋式收尘器收集作为成品，成品细度可通过改变选粉机转子的转速进行调节。部分难磨的大颗粒物料（包括铁渣）落入风环，通过吐渣口进入外循环系统，并经过除铁后再次进入辊磨与新喂物料一起粉磨。出收尘器的成品通过空气输送斜槽、提升机等设备送入到成品库中。
烘干用热风由预热式高炉煤气热风炉提供。炼铁产生的高炉煤气经过较长的管道引至磨旁的热风炉系统，燃烧产生的热气体进入磨机，实施对入磨物料的烘干和输送作用，入炉煤气量可以根据要求的风温进行调节，出磨气体通过收尘器净化后由系统风机排入大气，其中一部分循环入磨。采用高炉煤气作为烘干热源，具有调节简便、清洁环境、占地面积少和节约能源的特点。
系统中设计了三道除铁装置：计量秤后的第一条皮带设有带式除铁器，物料循环系统中设有二台精细除铁器，这三道除铁装置可以有效地除去矿渣中的铁渣，降低设备的磨损。
系统采用计算机集中控制，监测全部的设备参数和工艺参数，并实施连锁保护。控制室还装备工业电视，可对现场关键部位进行监控，降低事故率
3 主要生产设备
矿渣粉磨的主要生产设备为磨机，我们设计采用了MTP4600.4立式矿渣磨机。在矿渣微粉质量均达到GB/T18046-2000要求的前提下，立磨技术有以下优势
⑴立磨的电耗节省50%以上；
⑵立磨技术耐磨材料的消耗比球磨系统低130倍以上；
⑶立磨工艺采用边烘干边粉磨的技术，减少了烘干机的设备和土建投资，简化了工艺流程，降低了燃料消耗，具有明显的高效节能效应，是一项符合全球环保政策的新型环保绿色技术；
目前，该项目已建成并顺利投产，该矿渣粉磨生产线不仅每年给公司带来巨大经济收益，同时具有节能减排的双重意义。

矿渣粉的价格

离岸价：220元人民币

粒化高炉矿渣(GBFS)和粒化高炉矿渣粉(GGBFS)。粒化高炉矿渣粉(简称GGBFS,或GGBFS POWDER), S95级,符合国标GB/T18046-2000标准,具有细度小,比面积适宜,早强快硬,水泥强度与混凝土强度相关性好,抗冻,耐磨,耐侵蚀等特点,广泛应用于桥梁,隧道,涵渠,高层楼房等工程.供给出口和国内水泥等行业。产品出口亦符合BS6699-1992英国标准。出口采用2000kg太空袋或50kg袋...

矿渣品质要求
国家标准(GB/203-94)对粒化高炉矿渣的质量要求规定如下：
1、粒化高炉矿渣的质量系数K应不小于1.2;(企业内控标准不小于1.6)
2、粒化高炉矿渣中锰化合物的含量，以MnO计不得超过4%，锰铁合金粒化高炉矿渣的MnO允许放宽到15%；硫化物含量(以硫计)不得超过3%；氟化物含量(以氟计)不得大于2%；
3、粒化高炉矿渣的松散容量不大于1.2kg/L，最大直径不得超过100mm，大于10mm颗粒含量(以重量计)不大于8%；
4、粒化高炉矿渣不得混有外来夹杂物，如铁尖泥，未经淬冷的块状矿渣等；
5、矿渣在未烘干前,其贮存期限从液冷成粒时算起，不宜3个月。

矿渣粉质量标准
国家标准（GB/T18045-2000）<用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉>有如下规定：
1、粒化高炉矿渣粉(简称矿渣粉)定义;符合GB/T203标准规定的粒化高炉矿渣经干燥,粉磨(或添加少量石膏一起粉磨)达到相当细度，且符合相应活性指数的粉体，矿渣粉粉磨时充许加入助磨剂，加入量不得大于矿渣粉质量的1%；
2、矿渣粉密度不小于2.8g/cm3；比表面积不小于350m2/kg；（企业内控标准：不小于400m2/kg。）
3、矿渣粉共分为三级，S105、S95、S75，他们对应的活性指数7天不小于95%、75%和55%,28天不小于105%、95%和75%，流动度比小于85%、90%和95%。
4、矿渣粉含水量不大于1.0%。 5、三氧化硫不大于4.0%。
6、离子不大于0.02%。 7、烧失量不大于3.0%。

主要特点：

●减少坍落度损失 ●大大提高混凝土耐久性 ●对混凝土的显著增强作用
●优良的碱骨料抑制剂 ●增强混凝土的抗腐蚀性 ●提高混凝土的可泵性 ●减少混凝土泌水

性能：

强度较高、凝结硬化较快、耐冻性好、和易性好。

适用范围：

适用于重要结构的高强度混凝土和预应力混凝土工程，如高层建筑、高等级公路、桥梁等。

理化指标：

三氧化二铝:15.1% 二氧化硅：32.9% 氧化钙：37.8%

比表面积：＞450m2/kg

使用方法及贮存要求：

施工时应确保砂、石等集料质量达到要求，并严格按设计配合比配制混凝土，施工后应及时养护。

在运输贮存时，要确保良好的贮存条件，散装水泥应分库存放，存放超过一个月的水泥应重新检验合格后方可使用，水泥出现受潮结块，其强度下降，可视具体情况用于次要工程。

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没有更名。湖北鸿茂矿渣微粉有限公司成立于2010年02月26日，截止到2023年7月11日，未曾更名。注册地位于鄂州市华容镇楚藩路，法定代表人为刘红梅。经营范围包括矿渣微粉研发、生产、销售；砂石加工、销售；干混砂浆生产、销售；复合材料及新型建材的研发、销售及技术推广服务；工程管理服务；混凝土膨胀剂。

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