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原燃材料是工廠的基礎(chǔ),，也是穩(wěn)定熱工制度的基礎(chǔ),，對(duì)預(yù)分解窯的質(zhì)量控制,，首先要從原材料質(zhì)量著手,。熟料燒成過程中所用原燃材料為：石灰質(zhì)原料,、硅鋁質(zhì)原料,、輔助校正原料及燃料煤。

一,、石灰質(zhì)原料

凡是以CaCO3為主要成分的原料都叫石灰質(zhì)原料,，如石灰石、石灰質(zhì)泥灰?guī)r,、白堊,。在熟料煅燒過程中,，CaCO3受熱分解，生成CaO放出CO2,。所以石灰質(zhì)原料是水泥熟料中CaO的主要來源,，它是水泥生產(chǎn)中使用最多的一種原料，在生料中約占80%,，一般生產(chǎn)1噸熟料約需1.4-1.5噸石灰質(zhì)原料,。

我國(guó)生產(chǎn)水泥的石灰質(zhì)原料以石灰石最為廣泛，泥灰?guī)r次之,，再次之為大理石,，而白堊及貝殼僅一些小廠使用。石灰?guī)r在我國(guó)資源豐富,，分布也非常廣,，它是一種沉積巖，主要由方解石微粒組成,，依成因可分為生物石灰?guī)r,、化學(xué)石灰?guī)r和碎屑石灰?guī)r三種。石灰?guī)r中常有其它混合物,，并含有白云石,、粘土、石英或隧石及硫酸鈣等雜質(zhì),。石灰石呈致密狀,，純凈的石灰石是白色的，由于含有不同的雜質(zhì)和雜質(zhì)的多少而呈清灰,、灰白,、灰黑以及淡黃或淺紅等不同顏色，常見的為青灰色,，比重為2.6-2.8,。

石灰石中的白云石（CaCO3、MgCO3）是熟料中MgO的主要來源,。石灰石中的方解石礦物結(jié)構(gòu),、結(jié)構(gòu)形態(tài)、結(jié)晶體完整程度及晶體大小等都對(duì)熟料煅燒活性有著很大影響,，同時(shí)其所含雜質(zhì)多少,、雜質(zhì)成分、結(jié)構(gòu),、分布狀況，特別是燧石中的α—石英晶體,，以及石英晶體的發(fā)育狀況等,，對(duì)生料的化學(xué)反應(yīng)活性影響也很大,，因此在對(duì)水泥窯系統(tǒng)分析研究中，也要考慮到這些因素,。

石灰石的質(zhì)量指標(biāo)控制主要包括CaO,、MgO、R2O,、SO3,、Cl-等。其中CaO是構(gòu)成生料的主要成份,，MgO,、R2O、SO3,、Cl-的含量為有害成份,，是石灰石礦山前期勘探需查明的主要內(nèi)容。較高的CaO,、較低的MgO,、R2O、SO3,、Cl-含量是優(yōu)質(zhì)石灰石礦山和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料的基本要求,，礦山選址的依據(jù)。

進(jìn)廠石灰石的質(zhì)量指標(biāo)控制屬預(yù)配料控制過程,，日常以控制CaO含量為主,，即進(jìn)廠石灰石品位。對(duì)于其中的有害成份,，一般隨石灰石品位變化：石灰石品位越高,，有害成份越低；石灰石品位越低,，有害成份越高,。控制合理的進(jìn)廠石灰石品位,，是為了保證生料率值滿足預(yù)計(jì)的要求,。石灰石品位既非越高越好、也非越低越好,，應(yīng)根據(jù)所使用的硅鋁質(zhì)原料及生料率值要求來限定,。

引起石灰石品位變化的因素主要是礦山斷層、裂隙土,、表層覆蓋土,、高鎂夾石、薄層灰?guī)r等,。這些因素均會(huì)引起石灰石品位的貧化,。礦山一經(jīng)選定,，其礦石中MgO含量應(yīng)符合要求，實(shí)際生產(chǎn)中,，應(yīng)關(guān)注所用礦山的礦石中MgO含量的不規(guī)則變化,，較高的MgO一般是由高鎂夾石所引起。在使用高鎂夾石體的礦區(qū)時(shí),，應(yīng)加強(qiáng)源頭控制,，注意搭配使用，確保進(jìn)廠石灰石中MgO含量滿足要求,。有害成份主要隨石灰石品位變化,，薄層灰?guī)r、邊坡料等是引起有害成份升高的主要因素,。實(shí)際生產(chǎn)中,，應(yīng)根據(jù)礦區(qū)開采點(diǎn)的階段性變化，均勻搭配薄層灰?guī)r,、邊坡料等,，注意保持石灰石品位的相對(duì)穩(wěn)定，以保證有害成份在控制范圍內(nèi),。

石灰石品位的控制通過炮孔取樣,、炮堆取樣、入均化堆場(chǎng)取樣來跟蹤完成,。炮孔樣是指導(dǎo)礦山臺(tái)段開采品質(zhì)跟蹤的依據(jù),，炮堆取樣是炮堆搭配的主要依據(jù)，入堆場(chǎng)取樣是計(jì)算均化后的石灰石料堆整體品位滿足配料要求的重要過程,。通過以上過程的控制,，可以保證入磨石灰石品位受控。

二,、硅鋁質(zhì)原料

硅鋁質(zhì)原料是生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的主要輔助原料,，只有選擇適當(dāng)成份的硅鋁質(zhì)原料，才能保證生料配料過程的完成,。其中硅質(zhì)原料的SiO2含量一般在75%以上,，硅鋁質(zhì)原料的SiO2含量一般在75%以內(nèi)。

硅鋁質(zhì)原料是含堿和堿土的鋁硅酸鹽,，主要化學(xué)成分是SiO2,，其次為Al2O3，還有少量Fe2O3,，主要是供給熟料所需要的酸性氧化物——SiO2,、Al2O3和Fe2O3的，一般生產(chǎn)1噸熟料約用0.3-0.4噸硅鋁質(zhì)原料。我國(guó)水泥工業(yè)采用硅鋁質(zhì)原料種類較多,，主要以粘土,、黃土為最多,，其次為頁巖,、泥巖、粉砂巖及河泥等,。下面著重介紹常用的幾種硅鋁質(zhì)原料,。

1.粘土類：主要特征是顆粒級(jí)配中粘粒級(jí)（＜0.005mm）占大多數(shù)，達(dá)40-70%,。它包括華北,、西北地區(qū)的紅土，東北地區(qū)的粘土,，南方地區(qū)的紅壤,、黃壤等。粘土主要由鉀長(zhǎng)石（K2O·Al2O3·6SiO2）,、鈉長(zhǎng)石或云母（K2O·3Al2O3·6SiO2）等礦物經(jīng)風(fēng)化及化學(xué)轉(zhuǎn)變而生成,。

衡量粘土的質(zhì)量主要取決于粘土的化學(xué)成分、含砂量,、堿含量,、粘土的可塑性、熱穩(wěn)定性,、需水量等工藝性能,。這些性能隨粘土中所含的主導(dǎo)礦物不同，粘粒多寡及雜質(zhì)不同而異,。所謂主導(dǎo)礦物是指粘土同時(shí)含有幾種粘土礦物時(shí),，其中含量最多的稱為主導(dǎo)粘土礦物。根據(jù)主導(dǎo)礦物不同,，可將粘土分成高嶺石類,、蒙脫石類與水云母類等。南方的紅壤與黃壤屬于高嶺石類,，華北與西北的黃土屬于水云母類,，粘土中常常有石英砂、方解石,、黃鐵礦（FeS2）,、氧化鐵、碳酸鹽,、硫酸鹽及有機(jī)物等雜質(zhì),。因此，粘土的化學(xué)成份差別很大,，而多呈黃色,、褐色或紅色,。

2.黃土類：包括黃土和黃土狀亞粘土，原生的黃土以風(fēng)積成因?yàn)橹?，主要分布于華北和東北地區(qū),。黃土中的礦物主要是石英，其次為長(zhǎng)石,、白云母,、方解石、石膏等,，黃土中的粘土礦物以伊利石為主,，還有蒙脫石和拜來石等。由于黃土中含有細(xì)粒狀,、斑點(diǎn)狀,、薄膜狀和結(jié)核狀的碳酸鈣，一般CaO含量在5%-10%左右,，黃土中的堿主要由云母,、長(zhǎng)石所帶入，一般為3.5%-4.5%,，黃土中粘粒級(jí)一般占20%-40%,。

3.砂巖、粉砂巖類原料：包括頁巖,、泥巖,、粉砂巖等，在我國(guó)很多地區(qū)都有分布,，是由海相或陸相沉積,，也有海陸相交互沉積。主要礦物為石英,、長(zhǎng)石類,、云母、方解石及其它巖石碎屑,，顏色一般為灰黃,、灰綠、黑灰及紫紅等色,。頁巖的硅酸率較低,，一般為2.1-2.8，而粉砂巖的硅酸率一般大于3.0,，鐵率在2.4-3.0之間,，含堿量約在2-4%范圍內(nèi)。

由上可知，粘土質(zhì)原料含有多種類型礦物,。而這些礦物在熟料煅燒過程中,，反應(yīng)活性相關(guān)較大，一般來說較細(xì)的高嶺石晶體及含有較多的非晶態(tài)SiO2反應(yīng)活性較好,，較小且結(jié)晶不完整的SiO2晶體反應(yīng)活性一般,，結(jié)晶完整且顆粒粗大的石英晶體反應(yīng)活性最差。云母礦物較多,，會(huì)造成生料中R2O含量增多,，容易造成預(yù)分解窯窯尾預(yù)分解系統(tǒng)“粘結(jié)堵塞”，并使熟料中堿含量增加,，影響熟料品質(zhì)。

隨著新型干法窯的技術(shù)應(yīng)用,，對(duì)硅鋁質(zhì)原料的要求也越來越高,。新型干法窯技術(shù)大量使用劣質(zhì)原料：低品位的石灰石、高灰份的原煤,，燒制更高硅酸率的熟料,。因此，對(duì)新型干法窯,，要求硅鋁質(zhì)原料的具備更高的硅酸率,，一般要求SiO2含量在70%-80%之間，甚至更高,。純粘土作硅鋁質(zhì)原料已很難滿足配料要求,，需通過硅鋁質(zhì)原料與硅質(zhì)原料的搭配來滿足配料要求。實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)根據(jù)礦山石灰石品位來選擇恰當(dāng)?shù)墓桎X質(zhì)原料配比,。

硅鋁質(zhì)原料中的有害成份主要為R2O,、SO3、MgO等,。燒制低堿水泥熟料,，一般要求硅鋁質(zhì)原料中的R2O（K2O+Na2O）含量小于2.0%。MgO要求小于3%,，SO3要求小于2%,。實(shí)際生產(chǎn)控制中，有害成份可以通過階段性普查,、礦點(diǎn)分選來控制,。硅鋁質(zhì)原料中含有多種類型礦物，而這些礦物在熟料煅燒過程中,，反應(yīng)活性相差較大,，一般來說較細(xì)的高嶺石晶體及含有較多的非晶態(tài)SiO2反應(yīng)活性較好，較小且結(jié)晶不完整的SiO2晶體反應(yīng)活性一般，結(jié)晶完整且顆粒粗大的石英晶體反應(yīng)活性最差,。云母礦物較多,，會(huì)造成生料中R2O含量增多，容易造成預(yù)分解窯窯尾預(yù)分解系統(tǒng)“粘結(jié)堵塞”,，并使熟料中堿含量增加,，影響熟料品質(zhì)。

三,、輔助校正原料

在用石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料兩種物料配料外,，還有一些用量較少，但對(duì)保證正常生產(chǎn),、提高質(zhì)量,、改善操作條件等起著良好的作用或?yàn)榱吮Ｗo(hù)環(huán)境而搭配利用的廢料，一般稱為輔助原料,，常用的有鐵質(zhì)校正原料,、鋁質(zhì)校正原料、硅質(zhì)校正原料,、綜合利用的廢料等,。

1．鐵質(zhì)校正原料：用以補(bǔ)充生料中Fe2O3的含量不足，一般凡含F(xiàn)e2O3較高的礦石或廢渣,，都可作鐵質(zhì)校正原料,。目前水泥廠常用的是硫鐵礦渣（俗稱鐵粉）及廢鐵尾礦、低品位鐵礦石等,，同時(shí)低價(jià)的鋼渣資源也逐步被作為鐵質(zhì)原料使用,。

2．鋁質(zhì)校正原料：當(dāng)配制的生料中Al2O3的含量不足時(shí)，則要選用鋁質(zhì)校正原料進(jìn)行調(diào)整,。常用的有：煤渣,、高鋁粘土、煤矸石等,。

3．硅質(zhì)校正原料：當(dāng)配制的生料中SiO2的含量不足時(shí),，則要選用硅質(zhì)校正原料進(jìn)行調(diào)整?？梢圆捎玫挠校汉琒iO2高的粘土,、硅質(zhì)渣、砂巖等,，也有用河砂的,，但要慎重。

4.廢渣：水泥企業(yè)對(duì)廢渣的利用過去一直都把它當(dāng)成混合材使用,，如粉煤灰,，燒結(jié)煤矸石等,，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，為了增大廢渣的利用力度,，亦重視把它們當(dāng)作生產(chǎn)熟料的原料,，常用的有煤矸石、粉煤灰,，作為硅鋁質(zhì)校正材用于配料,。

四、原煤

水泥生產(chǎn)中的煤粉既提供熱能,、又提供物料組份,。因此，選擇合理的原煤品種是生產(chǎn)水泥熟料的必要條件,。

原煤的水份,、灰份、揮發(fā)份,、發(fā)熱量,、固定碳、全硫等是進(jìn)廠原煤的主要控制項(xiàng)目,。其中全硫含量一般按不同礦點(diǎn)分別檢驗(yàn)。

新型干法窯優(yōu)點(diǎn)是可使用劣質(zhì)煤,，對(duì)原煤品質(zhì)的要求相對(duì)降低,，但對(duì)原煤中的硫含量必須限制，一般全硫控制在小于1.2%,，同時(shí)兼顧硫堿比,，以防止預(yù)熱器結(jié)皮，目前受到日趨嚴(yán)重的煤炭保供形勢(shì)影響,，低價(jià)高硫煤的使用也正在逐步推動(dòng)中,。適當(dāng)?shù)脑夯曳荨]發(fā)份和入窯煤粉細(xì)度,、水份也是實(shí)際生產(chǎn)所必須控制的,，同時(shí)隨著目前窯系統(tǒng)工藝、裝備的優(yōu)化,，在使用煙煤的同時(shí),，無煙煤、褐煤的使用也日趨成熟,，但在使用過程中,，對(duì)入窯煤粉細(xì)度、水分的要求更加嚴(yán)格,。

在窯系統(tǒng)煅燒過程中,，煤灰中的各組份直接參與熟料的化學(xué)反應(yīng),，由于煤灰的摻入，使熟料飽和比,、硅酸率降低,、鋁率提高。因此穩(wěn)定的原煤灰份是熟料率值穩(wěn)定的基礎(chǔ),，進(jìn)廠原煤必須采取均化措施,。

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