水泥熟料烧成的变化过程

水泥熟料烧成的变化过程

一、干燥与脱水

1. 干燥

入窑物料当温度升高到100~150℃时,生料中的自由水全部被排除,特别是湿法生产,料浆中含水量为32~40%,此过程较为重要。而干法生产中生料的含水率一般不超过1.0%。

2. 脱水

当入窑物料的温度升高到450℃,粘土中的主要组成高岭土( Al2O3·2SiO2·2H2O )发生脱水反应,脱去其中的化学结合水。此过程是吸热过程。

Al2O3·2SiO2·2H2O== Al2O3 (无定形) + 2SiO2 (无定形) + 2H2O

脱水后变成无定形的三氧化三铝和二氧化硅,这些无定形物具有较高的活性。

二、碳酸盐分解

当物料温度升高到600℃时,石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解,在CO2分压为一个大气压下,碳酸镁和碳酸钙的剧烈分解温度分别是750℃和900℃。

MgCO3=MgO+CO2

CaCO3=CaO+CO2

碳酸钙分解反应的特点

碳酸钙的分解过程是一个强吸热过程(1645 kJ/kg ),是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程;该过程的烧失量大,在分解过程中放出大量的CO2气体,使CaO 疏松多孔,强化固相反应。

三、固相反应

1. 反应过程

从原料分解开始,物料中便出现了性质活泼的游离氧化钙,它与生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3进行固相反应,形成熟料矿物。

2. 影响固相反应的主要因素

⑴生料细度及其均匀程度;

⑵温度对固相反应的影响;

四、熟料烧结

水泥熟料主要矿物硅酸三钙的形成需在液相中进行,液相量一般在22~26%。 2 CaO· SiO2 + CaO=3 CaO· SiO2

该反应称为烧结反应,它是在1300~1450~1300℃范围进行,故称该温度范围为烧成温度范围;在1450℃时反应迅速,故称该温度为烧成温度。为使反应完全,还需有一定的时间,一般为15~25分钟。

五、熟料冷却

熟料冷却时需急速冷却,其目的和作用是:

1、为了防止C3S 在1250℃分解出现二次游离氧化钙(对水泥安定性没大影响),降低熟料的强度;

2、为了防止C2S 在500℃时发生晶型转变,产生“粉化”现象;

3、防止C3S 晶体长大而强度降低且难以粉磨;

4、减少MgO 晶体析出,使其凝结于玻璃体中,避免造成水泥安定性不良;

5、减少C3A 晶体析出,不使水泥出现快凝现象,并提高水泥的抗硫酸盐性能;

水泥熟料烧成的变化过程

一、干燥与脱水

1. 干燥

入窑物料当温度升高到100~150℃时,生料中的自由水全部被排除,特别是湿法生产,料浆中含水量为32~40%,此过程较为重要。而干法生产中生料的含水率一般不超过1.0%。

2. 脱水

当入窑物料的温度升高到450℃,粘土中的主要组成高岭土( Al2O3·2SiO2·2H2O )发生脱水反应,脱去其中的化学结合水。此过程是吸热过程。

Al2O3·2SiO2·2H2O== Al2O3 (无定形) + 2SiO2 (无定形) + 2H2O

脱水后变成无定形的三氧化三铝和二氧化硅,这些无定形物具有较高的活性。

二、碳酸盐分解

当物料温度升高到600℃时,石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解,在CO2分压为一个大气压下,碳酸镁和碳酸钙的剧烈分解温度分别是750℃和900℃。

MgCO3=MgO+CO2

CaCO3=CaO+CO2

碳酸钙分解反应的特点

碳酸钙的分解过程是一个强吸热过程(1645 kJ/kg ),是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程;该过程的烧失量大,在分解过程中放出大量的CO2气体,使CaO 疏松多孔,强化固相反应。

三、固相反应

1. 反应过程

从原料分解开始,物料中便出现了性质活泼的游离氧化钙,它与生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3进行固相反应,形成熟料矿物。

2. 影响固相反应的主要因素

⑴生料细度及其均匀程度;

⑵温度对固相反应的影响;

四、熟料烧结

水泥熟料主要矿物硅酸三钙的形成需在液相中进行,液相量一般在22~26%。 2 CaO· SiO2 + CaO=3 CaO· SiO2

该反应称为烧结反应,它是在1300~1450~1300℃范围进行,故称该温度范围为烧成温度范围;在1450℃时反应迅速,故称该温度为烧成温度。为使反应完全,还需有一定的时间,一般为15~25分钟。

五、熟料冷却

熟料冷却时需急速冷却,其目的和作用是:

1、为了防止C3S 在1250℃分解出现二次游离氧化钙(对水泥安定性没大影响),降低熟料的强度;

2、为了防止C2S 在500℃时发生晶型转变,产生“粉化”现象;

3、防止C3S 晶体长大而强度降低且难以粉磨;

4、减少MgO 晶体析出,使其凝结于玻璃体中,避免造成水泥安定性不良;

5、减少C3A 晶体析出,不使水泥出现快凝现象,并提高水泥的抗硫酸盐性能;


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