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火电厂煤渣掺入水泥 作为混合材的应用试验
水泥工艺工程师： 胡廷普
于贵州铜仁地区浙峰水泥有限公司
火电厂煤渣掺入水泥作为混合材的应用试验
大龙火电厂煤渣是经燃烧水淬后，被收集在堆场，是属于火山灰质材料，作为水泥的掺合材料，
是一种较好材质，煤渣具有一定的活性和助磨作用。 表一、大龙粉煤灰、煤渣化学成分表
2、煤渣在水泥中的物理对比试验 取煤渣经烘干后在试验小磨中磨至细度小于3%后备用，将出厂水泥C-03-16标号的水泥分别加
入20%和30%磨细后的煤渣混均（没有进入小磨再磨）做出安定性、1天、3天、28天强度对比的试 验结果如表2 表二、煤渣在水泥中的安定性、1天、3天、28天强度对比的试验结果
3、火山灰活性试验 XOH-=40×0.0853×15.72=53.74 40×0.08074×13.9 XCaO=——————————=8.0 56.08 
4、煤渣强度比试验结果 表三、煤渣强度比实验结果
煤渣强度比试验为合格。 5、煤渣的其他各项指标均符合GB/T2847-2005中规定要求。（可见表一、表二、表三） 6、试验结果分析 经过我公司对大龙电厂火电厂煤渣的化学成分分析和水泥安定性及强度对比试验，结论如下： 一、该煤渣是经过高温燃烧后的残留物，主要成分是硅、钙、铁，可燃物基本没有，基本上形
成硅酸盐、铝酸盐、铁铝酸盐，从化学成分上看，用于硅酸盐通用水泥的混合材，从理论上来看是 可以的，该渣属于人工火山灰质材料，具有较好的活性，且对改善水泥的颜色有较好的作用。 a、碱性氧化物能与酸作用生成盐和水的氧化物，如氧化钙： CaO+2HNO3─→Ca(NO3)2+H2O Na2O+H2O─→2NaOH 以上反应的平衡常数K＞1022，平衡强烈倾向于右方：
O2-+H2O  <!--[endif]-->2OH- 高温下，碱性氧化物与酸性氧化物作用生成盐。煤渣的 CaO和SiO2化合： CaCO3─→CaO+CO2 CaO+SiO2─→CaSiO3
硅酸钙是煤渣的主要组分之一。
b、碱性氧化物能与非金属元素的焦酸盐反应生成相应的盐，如焦硫酸盐和焦磷酸盐常被
C、煤渣可以生产煤渣水泥。煤渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发 ①煤渣硅酸盐水泥，是用硅酸盐水泥熟料与煤渣再加入3%～5%的石膏混合磨细，或者分别磨 高炉煤渣的掺入量对水泥的抗压强度影响不大，而对抗拉强度的影响更小，所以其掺入量 ②石膏煤渣水泥，在磨制煤渣水泥时是将干燥的煤渣和石膏、硅酸盐水泥熟料或石灰按照 ③石灰煤渣水泥，是将干燥的煤渣、生石灰或消石灰以及5%以下的天然石膏，按照适当的 二、煤渣是经过燃烧出炉后进入水池，从水里再捞出来后在堆场堆放沥水后才转运至使用单位；
好处有4点： ①是亚铁、亚锰等物质充分氧化可以避免干渣进入水泥中后该类物质氧化后的体积膨胀而影响安
定性； ②是高温出来后立即用水淬，渣被脆化，加之该渣是煤渣属于碳质材料，出炉时因为是在高温状
态红色碳化态，经过冷水急能使其碳已得到活化，掺入水泥中有助磨的作用，对提高水泥磨的产量 和改善安定性有一定的好处。 ③煤渣不但易磨性好,而且其中活性物质主要有非晶质硅和氧化铝,这两种氧化物具有与Ca(OH)2
④实验表明，我国目前所采用的火山灰质混合材料的活性一般都不如矿渣，而天然的一类又
不如人工的。因为人工的一类经过受热后粘土质矿物中分解出游离 Si02和 A1203，活性有不 同程度提高之故。如以硅酸盐水泥强度为 100 ％，掺 30 ％火山灰材料后，在 28d 龄期， 人工的一类的相对强度为 84%左右，而掺天然火山灰的一类只有80％左右。一年龄期，人工 的一类接近 100％，天然的一类约 90 ％。 三、经过与我厂出厂编号水泥对比试验（可见表二）证明该渣活性较好，在水泥中掺20%其3天
强度在原来15.3Mpa的基础上只下降1.9Mpa（12.4Mpa），掺30%的下降5Mpa（10.3Mpa）；其28 天强度在原来36.6Mpa的基础上只下降5.2Mpa（31.4Mpa），掺30%的下降9.3Mpa（27.3Mpa）。
试验证明：若在水泥中多加5-10%的煤渣其强度都能保证有富裕标号。 四、随着煤渣的掺量加大，对水泥安定性有较好的改善，该批水泥试验时安定性是接近合格
（试饼：微曲），但掺加20%和30%的煤渣后安定性完全合格。 五、掺煤渣可以改善水泥颜色，我公司未掺煤渣的水泥颜色是浅黑色，掺20%后颜色基本是较深
黑色，掺30%的是深黑色。 4、经济效益分析 一、锰铁合金渣37元/t,煤渣42元/t;高5元一吨；但锰铁合金渣易磨性差，含氧化锰高，活性
很差，水泥中产量过大对磨机台式产量不利，活性差对改善水泥安定性不利，掺量过大水泥强度下 降明显，难以保证水泥后期强度。 二、煤渣经过相关分析核试验，证明该材料易磨性好，有利于提高水泥磨机台时产量，其活性
较好，对改善水泥安定性有较大好处；一般在原来基础上多加混合材（煤渣）5-10%对水泥质量基 本没影响，反而改善了其安定。水泥市场价格按300元/t,其效益=300-煤渣单价-磨水泥电费-包装 费用-机物耗-检验费-销售费用-税收-水分=300-42-50×0.55-13-5-0.5-2.0-24-12%×42=178.96 元/t煤渣，每吨煤渣至少可以为企业净赚178.96元以上的直接经济效益。若每月可生产1万吨水泥，
按多加10%计算就可多用1000吨煤渣，也就可以多为企业净赚17.8万元（若多加5%可以净赚8.9万元） 以上。 三、使用煤渣作为水泥的混合材，既符合水泥相关国家标准要求，又是“三废资源综合利用”和
“节能减排工作”的开展，利国利民利企业，是一件大好事。 四、使用煤渣作为水泥混合材，企业应该严格按国家标准要求做好相关实验，确保水泥质量符合
相关国家标准，努力生产出用户满意的产品。 以上是个人根据本公司化验室分析实验相关数据分析的结果和个人粗浅的一些看法和观点，若有
不当请各位同行指正， 谢谢。 铜仁地区浙峰水泥有限公司 水 泥 工 艺 工 程 师 胡廷普
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