氧化鎂、堿、氯、硫和微量元素對燒成及水泥品質(zhì)的影響

一、氧化鎂含量對燒成及水泥品質(zhì)的影響

氧化鎂主要存在于石灰石、礦渣、黏土中，生料中氧化鎂含量易燒成,但過多易造成窯內(nèi)結(jié)皮脫落頻繁。原料中的MgO經(jīng)高溫煅燒，其中部分與熟料礦物結(jié)合成固熔體，部分熔于液相中。因此，當(dāng)熟料中含有少量MgO時(shí)，能降低熟料的燒成溫度，增加液相數(shù)量，降低液相黏度，有利于熟料燒成，還能改善水泥的色澤。

在硅酸鹽水泥中，MgO與主要熟料礦物相化合的最大含量為2%(以質(zhì)量計(jì))，超過該數(shù)量的部分就在熟料中呈游離狀態(tài)，以方鎂石的形式出現(xiàn)。方鎂石與水反應(yīng)生成的Mg(OH)2，其體積較游離MgO增大，而且反應(yīng)速度極其緩慢，導(dǎo)致已經(jīng)硬化的水泥凝固體內(nèi)部發(fā)生體積膨脹而開裂，造成所謂氧化鎂膨脹性破裂，因此造成水泥強(qiáng)度的降低。另外，MgO含量高的熟料粉碎性不良。

二、堿(K2O，Na2O)含量對燒成及水泥品質(zhì)的影響

堿一般存在于原料黏土與硅石中，為低熔點(diǎn)物質(zhì)，容易與SO3、Cl結(jié)合，降低了C3A、C4AF的生成溫度。堿對水泥生產(chǎn)的影響主要有兩個(gè)方面：一是影響新型干法熟料燒成系統(tǒng)的正常生產(chǎn)；二是影響熟料的質(zhì)量。

煅燒含堿過高的生料，由于堿性揮發(fā)物在窯尾和預(yù)熱器中的循環(huán)富集，容易引起煙道、分解爐、預(yù)熱器中結(jié)皮堵塞，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)則是料子發(fā)黏，燒結(jié)溫度范圍縮小，熱工制度不穩(wěn)，飛砂嚴(yán)重，窯皮疏松，燒成帶材料壽命縮短，致使熟料質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)將無法正常生產(chǎn)。生料中的堿除一部分揮發(fā)循環(huán)外，其余的大部分均以硫酸鹽的形式存在于熟料中。如果熟料含堿量過高，則其凝結(jié)時(shí)間將縮短，以致急凝，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量增加，熟料中游離石灰增高，安定性不良，抗折強(qiáng)度降低，并出現(xiàn)1d，3d的抗壓強(qiáng)度略有升高，而7d，28d的抗壓強(qiáng)度明顯下降。此外，高堿水泥在有些地區(qū)使用時(shí)，還應(yīng)特別注意防止堿集料反應(yīng)的破壞作用。

三、氯含量對燒成及水泥品質(zhì)的影響

氯主要存在于石灰石、礦渣與燃料中，是低熔點(diǎn)物質(zhì)，易和堿結(jié)合，成為旋風(fēng)筒堵塞的原因。氯在燒成系統(tǒng)中主要生成CaCl2或氯化堿,其揮發(fā)性特別高，在窯內(nèi)幾乎全部再次揮發(fā)，形成氯、堿循環(huán)富集，致使預(yù)熱器生料中氯化物的含量提高近百倍，引起預(yù)熱器結(jié)皮堵塞。一般入窯生料氯含量控制在<0.015%，氯可以增加熟料的早期強(qiáng)度，但會氧化鋼筋。

四、硫含量對燒成及水泥品質(zhì)的影響

硫主要存在于石灰石、黏土及燃料中，硫易和堿結(jié)合，過多的硫含量會造成旋風(fēng)筒堵塞。生料和燃料中的硫在燃燒過程生成SO2，又在窯燒成帶氣化，在窯氣中與R2O結(jié)合，形成氣態(tài)的硫酸堿，然后凝聚在溫度較低處(窯尾和預(yù)熱器)的生料顆粒表面。這些R2SO4，除一小部分被窯灰?guī)ё咄?，因其揮發(fā)性較低，故大部分被固定在熟料中而帶出窯外，這是SO2與R2O含量比例正好平衡時(shí)的情況。

如果SO2含量有富裕，則在預(yù)熱器中它將與生料中的CaCO3反應(yīng)生成CaSO4進(jìn)入窯內(nèi)。在燒成帶，其大部分再分解呈CaO和氣態(tài)SO2，小部分殘存于熟料中。這樣，SO2在窯氣中循環(huán)富集，往往引起預(yù)熱器結(jié)皮堵塞或窯內(nèi)結(jié)圈。反之，如堿含量有富裕，則剩余的堿就會生成高揮發(fā)性的氯化堿和中等揮發(fā)性的碳酸堿，形成氯和堿的循環(huán)，影響預(yù)熱器的正常操作。SO3可以增進(jìn)水泥的早期強(qiáng)度，但會降低28d強(qiáng)度。

五、微量元素(f-SiO2，V，Zn，P2O5，F(xiàn))對燒成及水泥品質(zhì)的影響

(1)f-SiO2(燧石)是原料中的有害雜質(zhì)，石灰?guī)r中的燧石常以隱晶質(zhì)的α-石英為主，以結(jié)合狀、條帶狀或?qū)訝钚螒B(tài)存在。燧石結(jié)構(gòu)致密，質(zhì)地堅(jiān)硬，耐壓強(qiáng)度高，化學(xué)活性很低，對設(shè)備的磨損嚴(yán)重，對窯磨操作均有不良影響。

(2)V主要存在于燃料中，對燒成有不利影響，含量在0.5%以上時(shí)會造成熟料強(qiáng)度不良的影響。

(3)Zn主要存在干礦渣中，含量在0.1%以上會造成水泥強(qiáng)度不良。

(4)P2O5，主要存在于石灰石中，會造成水泥強(qiáng)度降低，凝結(jié)時(shí)間延遲。

(5)F主要存在于石灰石中，有利于燒成，但過多易造成旋風(fēng)筒堵塞，雖然F能增加熟料強(qiáng)度，但過多會使凝結(jié)延遲。