煤矸石经济的粉磨细度和增钙煅烧方式的选择

煤矸石较容易粉磨，尤其是黏土矿物成分较高的煤矸石，其粉磨的能耗较小，很容易达到硅酸盐水泥的细度（比表面积大于300m2/kg）。对于砂质煤矸石，由于石英的含量较高，要到达相同的细度，煤矸石粉磨能耗较高。大量研究表明，对于活化煤矸石而言，其比表面积对其胶凝活性影响不大，表现为其力学性能随细度的减小而增加的幅度较小，并且当煤矸石的细度小到一定程度（比表面积大于450m2/kg），煤矸石的胶凝活性反而降低，这可能与煤矸石需水量增加有关。煤矸石较为经济的比表面积一般为350~400m2/kg。

煤矸石胶凝活性的比较应该基于相同的煤矸石煅烧温度、活化煤矸石的实际利用率以及煤矸石-水泥体系胶凝活性等。

（1）煤矸石煅烧温度宋旭艳等研究表明增钙煅烧煤矸石的理想煅烧温度为1150℃，非增钙煤矸石理想煅烧温度为700℃，从能耗角度来说，当煅烧温度超过1000℃时，燃烧的能耗大幅度增加，并且对煤矸石燃烧设备的要求也增高。周双喜等选择煤矸石增钙煅烧温度为850℃，略高于其未掺煤矸石理想煅烧温度，未掺煤矸石理想煅烧温度为800℃。两者虽然都是采用增钙煅烧，但其原理和机理相差较大，方法一是利用煤矸石破碎机加工后的煤矸石与钙质物质发生反应，形成新的具有胶凝性能的物质，这样要求煅烧温度较高，其原理与烧制水泥较为相近；方法二是利用碳酸盐的作用，使煤矸石煅烧的传热过程更容易进行，另外，还想利用CaO的激发作用，因此，其煅烧温度与未掺煤矸石理想煅烧温度相近，但略高于煤矸石理想煅烧温度，主要取决于碳酸盐的分解温度。宫晨琚李东旭研究了六种掺钙和萤石的煤矸石，试验表明煤矸石850~1200℃的煅烧过程中均存在2个矿物组成的转变点，一是低温水硬活性矿物的生成区。碳酸钙在850~900℃煅烧完全，同时生成低温矿物C12A7和C2S，二者具有较好的水硬性胶凝活性，有利于煤矸石活性的提高。另一个是高温惰性矿物生成区。在l000~1150℃石英晶体减少，CaO特征峰强度减弱，同时生成大量的C2AS和CS，导致煤矸石活性降低。综上所述，在增钙煅烧中应以碳酸盐分解的温度作为煤矸石的煅烧温度。

（2）煤矸石实际掺量很多煤矸石粉碎机厂家当对比增钙煤矸石与普通煅烧煤矸石之间的胶凝活性时，应该比较实际煤矸石的掺量，如增钙煅烧中70%煤矸石+30%石灰石，这样实际煤矸石掺量只有21%，也就是说30%的增钙煤矸石应该与掺21%未增钙煤矸石对比，而不应该与掺30%未增钙煤矸石对比。如果文献所介绍的K2增钙煅烧的方法，煤矸石的掺量为71%，煅烧温度为1150℃，30%增钙煤矸石的胶凝活性远低于掺20%未增钙煅烧煤矸石的胶凝活性。

对比可知，从节能降耗（煅烧温度）与胶凝活性（力学性能）来看，高温增钙煅烧并不是提高煤矸石胶凝活性有效的途径。如果仅是为了利用脱水黏土矿物――偏高岭土的胶凝活性，增钙煅烧的温度不宜超过900℃，即碳酸盐分解的温度；为了提高煤矸石的煅烧效率，可以在煤矸石煅烧过程中添加适量石灰石，但煅烧温度不宜超过石灰石的煅烧温度。

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