煤矸石經濟的粉磨細度和增鈣煆燒方式的選擇

煤矸石較容易粉磨，尤其是黏土礦物成分較高的煤矸石，其粉磨的能耗較小，很容易達到矽酸鹽水泥的細度（比表麵積大於300m2/kg）。對於砂質煤矸石，由於石英的含量較高，要到達相同的細度，煤矸石粉磨能耗較高。大量研究表明，對於活化煤矸石而言，其比表麵積對其膠凝活性影響不大，表現為其力學性能隨細度的減小而增加的幅度較小，並且當煤矸石的細度小到一定程度（比表麵積大於450m2/kg），煤矸石的膠凝活性反而降低，這可能與煤矸石需水量增加有關。煤矸石較為經濟的比表麵積一般為350~400m2/kg。

煤矸石膠凝活性的比較應該基於相同的煤矸石煆燒溫度、活化煤矸石的實際利用率以及煤矸石-水泥體係膠凝活性等。

（1）煤矸石煆燒溫度宋旭豔等研究表明增鈣煆燒煤矸石的理想煆燒溫度為1150℃，非增鈣煤矸石理想煆燒溫度為700℃，從能耗角度來說，當煆燒溫度超過1000℃時，燃燒的能耗大幅度增加，並且對煤矸石燃燒設備的要求也增高。周雙喜等選擇煤矸石增鈣煆燒溫度為850℃，略高於其未摻煤矸石理想煆燒溫度，未摻煤矸石理想煆燒溫度為800℃。兩者雖然都是采用增鈣煆燒，但其原理和機理相差較大，方法一是利用煤矸石破碎機加工後的煤矸石與鈣質物質發生反應，形成新的具有膠凝性能的物質，這樣要求煆燒溫度較高，其原理與燒製水泥較為相近；方法二是利用碳酸鹽的作用，使煤矸石煆燒的傳熱過程更容易進行，另外，還想利用CaO的激發作用，因此，其煆燒溫度與未摻煤矸石理想煆燒溫度相近，但略高於煤矸石理想煆燒溫度，主要取決於碳酸鹽的分解溫度。宮晨琚李東旭研究了六種摻鈣和螢石的煤矸石，試驗表明煤矸石850~1200℃的煆燒過程中均存在2個礦物組成的轉變點，一是低溫水硬活性礦物的生成區。碳酸鈣在850~900℃煆燒完全，同時生成低溫礦物C12A7和C2S，二者具有較好的水硬性膠凝活性，有利於煤矸石活性的提高。另一個是高溫惰性礦物生成區。在l000~1150℃石英晶體減少，CaO特征峰強度減弱，同時生成大量的C2AS和CS，導致煤矸石活性降低。綜上所述，在增鈣煆燒中應以碳酸鹽分解的溫度作為煤矸石的煆燒溫度。

（2）煤矸石實際摻量很多煤矸石粉碎機廠家當對比增鈣煤矸石與普通煆燒煤矸石之間的膠凝活性時，應該比較實際煤矸石的摻量，如增鈣煆燒中70%煤矸石+30%石灰石，這樣實際煤矸石摻量隻有21%，也就是說30%的增鈣煤矸石應該與摻21%未增鈣煤矸石對比，而不應該與摻30%未增鈣煤矸石對比。如果文獻所介紹的K2增鈣煆燒的方法，煤矸石的摻量為71%，煆燒溫度為1150℃，30%增鈣煤矸石的膠凝活性遠低於摻20%未增鈣煆燒煤矸石的膠凝活性。

對比可知，從節能降耗（煆燒溫度）與膠凝活性（力學性能）來看，高溫增鈣煆燒並不是提高煤矸石膠凝活性有效的途徑。如果僅是為了利用脫水黏土礦物――偏高嶺土的膠凝活性，增鈣煆燒的溫度不宜超過900℃，即碳酸鹽分解的溫度；為了提高煤矸石的煆燒效率，可以在煤矸石煆燒過程中添加適量石灰石，但煆燒溫度不宜超過石灰石的煆燒溫度。

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