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城市建筑垃圾在新型干法水泥生產(chǎn)線中的應(yīng)用

        隨著我國經(jīng)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(nóng)村建設(shè)被提上日程，由此產(chǎn)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(dāng)務(wù)之急。棗莊中聯(lián)水泥有限公司通過廣泛的市場調(diào)研，對城市建筑垃圾作了大量的成分化學(xué)分析，通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)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(xué)成分恰是生產(chǎn)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(yīng)用于新型干法水泥生產(chǎn)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(chǎn)生的建筑垃圾多點采集樣品，作了大量的化學(xué)成分分析，通過配料計算，將熟料三率目標(biāo)值設(shè)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(biāo)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(yīng)用于5000t/d新型干法預(yù)分解窯生產(chǎn)中，在窯內(nèi)1400℃~1450℃的高溫中進行煅燒。物料經(jīng)過干燥與脫水，碳酸鹽的分解，固相反應(yīng)，高溫?zé)Y(jié)和冷卻的復(fù)雜物理化學(xué)反應(yīng)，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(jīng)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(zhì)不用經(jīng)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(nèi)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(dǎo)結(jié)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(jié)構(gòu)分析。結(jié)果表明,在1400℃~1450℃的高溫煅燒溫度下,摻加建筑垃圾生產(chǎn)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(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)稠度需水量與凝結(jié)時間正常,安定性良好。其產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)水泥質(zhì)檢部門檢測各項指標(biāo)均符合《GB/T21372-2008硅酸鹽水泥熟料》的要求，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。
        采用建筑垃圾配料生產(chǎn)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(yuǎn)利益考慮，這項措施不僅節(jié)約了生產(chǎn)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(jīng)濟，打造綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)的一項重大突破。