城市建筑垃圾在新型干法水泥生产线中的应用

        随着我国经济的发展，城市规模不断扩大，老城棚户区改造和新农村建设被提上日程，由此产生了大量的生活和建筑垃圾。这些废弃物大量堆积，既影响了视觉效果，又破坏了生态平衡。如何更有效的处置城市建筑垃圾已成为当务之急。枣庄中联水泥有限公司通过广泛的市场调研，对城市建筑垃圾作了大量的成分化学分析，通过数据分析发现建筑垃圾中含有钙、硅、铝、铁等成分，且碱、氯离子等有害成分含量相对较低，这些化学成分恰是生产硅酸盐水泥熟料必不可少的部分。该公司大胆的提出将城市建筑垃圾应用于新型干法水泥生产的生料配料中，进行熟料的煅烧，并取得了良好的效果。
        该公司对周边棚户区改造产生的建筑垃圾多点采集样品，作了大量的化学成分分析，通过配料计算，将熟料三率目标值设定为KH=0.90±0.02，N=2.8±0.1,P=1.5±0.1，确立了建筑垃圾在生料配料中可行的掺入量范围。通过多次小磨试验配制生料论证，能够达到熟料三率值的目标值。掺加建筑垃圾的具体工艺配比如下：
        将掺有建筑垃圾制备的生料应用于5000t/d新型干法预分解窑生产中，在窑内1400℃~1450℃的高温中进行煅烧。物料经过干燥与脱水，碳酸盐的分解，固相反应，高温烧结和冷却的复杂物理化学反应，最终形成硅酸盐水泥熟料，出窑熟料入库收集。
        掺有建筑垃圾的物料在煅烧过程中因建筑垃圾含有的水分低，物料在干燥脱水阶段吸收热量少，而且建筑垃圾中有一部分混凝土水泥块、白石灰是经过高温分解的，其碳酸盐存在形式是以CaO的形式存在，这部分钙物质不用经过吸热分解这一阶段，减少了大量的吸热、分解所需的用煤；熟料的煅烧耗热多部分为生料碳酸盐分解，约占整个吸热量的45%，煅烧掺有13%左右建筑垃圾的生料能够减少二氧化碳的排放量，起到了节能减排的作用。建筑垃圾内的混凝土水泥块是一种熟料晶种，引进生料后，在熟料煅烧中起到诱导结晶的作用，可以明显改善生料的易烧性，降低液相生成温度及液相黏度，加速硅酸盐熟料矿物的形成。
        通过对掺加建筑垃圾配料前后水泥熟料水化样品XRD分析、扫描电镜分析以及对水泥熟料岩相结构分析。结果表明,在1400℃~1450℃的高温煅烧温度下,掺加建筑垃圾生产的水泥熟料与常规生料烧成的熟料对比试样的矿物组成相同,熟料中的主要矿物形貌清晰、晶体发育完善;试样3d、28d水化产物的微观结构也与对比试样基本相同；熟料的f-CaO含量均在1.5%以下。水泥熟料的标准稠度需水量与凝结时间正常,安定性良好。其产品质量经水泥质检部门检测各项指标均符合《GB/T21372-2008硅酸盐水泥熟料》的要求，产品质量优良。
        采用建筑垃圾配料生产水泥熟料减少了石灰石使用量，减轻了对石灰石矿山资源的开采力度，同时节约了煤粉用量，减少了二氧化碳的排放量。从长远利益考虑，这项措施不仅节约了生产成本，而且达到了节能减排的目的。
        利用城市建筑垃圾进行水泥熟料的煅烧，彻底解决了建筑垃圾填埋、大量占用土地、污染环境的难题，节能效果好，社会效益显著，是水泥工业发展循环经济，打造绿色环保产业的一项重大突破。