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城市建筑垃圾在新型干法水泥生產線中的應用

        隨著我國經濟的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，老城棚戶區(qū)改造和新農村建設被提上日程，由此產生了大量的生活和建筑垃圾。這些廢棄物大量堆積，既影響了視覺效果，又破壞了生態(tài)平衡。如何更有效的處置城市建筑垃圾已成為當務之急。棗莊中聯(lián)水泥有限公司通過廣泛的市場調研，對城市建筑垃圾作了大量的成分化學分析，通過數據分析發(fā)現建筑垃圾中含有鈣、硅、鋁、鐵等成分，且堿、氯離子等有害成分含量相對較低，這些化學成分恰是生產硅酸鹽水泥熟料必不可少的部分。該公司大膽的提出將城市建筑垃圾應用于新型干法水泥生產的生料配料中，進行熟料的煅燒，并取得了良好的效果。
        該公司對周邊棚戶區(qū)改造產生的建筑垃圾多點采集樣品，作了大量的化學成分分析，通過配料計算，將熟料三率目標值設定為KH=0.90±0.02，N=2.8±0.1,P=1.5±0.1，確立了建筑垃圾在生料配料中可行的摻入量范圍。通過多次小磨試驗配制生料論證，能夠達到熟料三率值的目標值。摻加建筑垃圾的具體工藝配比如下：
        將摻有建筑垃圾制備的生料應用于5000t/d新型干法預分解窯生產中，在窯內1400℃~1450℃的高溫中進行煅燒。物料經過干燥與脫水，碳酸鹽的分解，固相反應，高溫燒結和冷卻的復雜物理化學反應，最終形成硅酸鹽水泥熟料，出窯熟料入庫收集。
        摻有建筑垃圾的物料在煅燒過程中因建筑垃圾含有的水分低，物料在干燥脫水階段吸收熱量少，而且建筑垃圾中有一部分混凝土水泥塊、白石灰是經過高溫分解的，其碳酸鹽存在形式是以CaO的形式存在，這部分鈣物質不用經過吸熱分解這一階段，減少了大量的吸熱、分解所需的用煤；熟料的煅燒耗熱多部分為生料碳酸鹽分解，約占整個吸熱量的45%，煅燒摻有13%左右建筑垃圾的生料能夠減少二氧化碳的排放量，起到了節(jié)能減排的作用。建筑垃圾內的混凝土水泥塊是一種熟料晶種，引進生料后，在熟料煅燒中起到誘導結晶的作用，可以明顯改善生料的易燒性，降低液相生成溫度及液相黏度，加速硅酸鹽熟料礦物的形成。
        通過對摻加建筑垃圾配料前后水泥熟料水化樣品XRD分析、掃描電鏡分析以及對水泥熟料巖相結構分析。結果表明,在1400℃~1450℃的高溫煅燒溫度下,摻加建筑垃圾生產的水泥熟料與常規(guī)生料燒成的熟料對比試樣的礦物組成相同,熟料中的主要礦物形貌清晰、晶體發(fā)育完善;試樣3d、28d水化產物的微觀結構也與對比試樣基本相同；熟料的f-CaO含量均在1.5%以下。水泥熟料的標準稠度需水量與凝結時間正常,安定性良好。其產品質量經水泥質檢部門檢測各項指標均符合《GB/T21372-2008硅酸鹽水泥熟料》的要求，產品質量優(yōu)良。
        采用建筑垃圾配料生產水泥熟料減少了石灰石使用量，減輕了對石灰石礦山資源的開采力度，同時節(jié)約了煤粉用量，減少了二氧化碳的排放量。從長遠利益考慮，這項措施不僅節(jié)約了生產成本，而且達到了節(jié)能減排的目的。
        利用城市建筑垃圾進行水泥熟料的煅燒，徹底解決了建筑垃圾填埋、大量占用土地、污染環(huán)境的難題，節(jié)能效果好，社會效益顯著，是水泥工業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟，打造綠色環(huán)保產業(yè)的一項重大突破。