水泥熟料煨燒中礦化劑的作用及種類一、何謂礦化劑，礦化劑的作用及種類？礦化劑是指在實驗礦物學和硅酸鹽生產工藝中，為了加速各種結晶化合物的形成而外加的少量添加劑。對于硅酸鹽水泥熟料來說，礦化劑的主要作用是促進硅酸三鈣（C3S）的形成。在水泥工業中，常用的礦化劑有：螢石（CaF2）、石膏（CaS04）、氟硅酸鈉（Na2SiF6）、重晶石（BaS04）和某些工業廢渣（如銅礦渣、鈦礦渣、磷石膏和氟石膏等）。二、礦化劑的作用機理如何？不同的礦化劑其作用機理也不盡相同，但總的來說，在水泥生料中引入礦化劑后，在燒成過程中能起到如下作用：（1）破壞水泥生料中反應物的結晶格子，提高它們的化學活性，加速其固相反應。（2）在同樣的燒成溫度下，特別是較低燃燒溫度下，摻入礦化劑的水泥物料其液相量要大于未摻礦化劑的液相量，因而有利于水泥熟料礦物的低溫形成。（3）可降低水泥物料液相形成溫度，產生低溫共溶物。同時可使液相粘度降低，有利于硅酸二鈣（C2S）與游離氧化鈣（f-CaO）反應生成硅酸三鈣（C3S）。（4）加入礦化劑可顯著擴大熟料的燒成范圍，改善熟料煨燒性能，促進熟料的燃燒。三、何謂復合礦化劑，有何作用？在水泥生產中，可單獨使用一種礦化劑，也可將兩種（或兩種以上）礦化劑配合使用。這種由兩種（或兩種以上）礦物組成的礦化劑稱為“復合礦化劑”。實踐證明，使用復合礦化劑效果更好。它不僅可以改善生料的易燒性，加快碳酸鈣的分解，降低燒成溫度，而且可以降低液相的粘度，有利于CaO的吸收，降低f-CaO的含量，促進礦物晶體的生長，使熟料具有較高的強度。復合礦化劑的種類較多，目前應用最為普遍的是螢石+石膏復合礦化劑。四、螢石、石膏復合礦化劑有何作用？兩種或兩種以上的礦化劑一起使用時，稱為復合礦化劑，最常用的是氟化鈣（螢石）和石膏復合礦化劑。熟料的形成過程比較復雜，影響因素較多，與熟料組成（KH高低，IM大小等）、CaF2/S03比值、燒成溫度高低等均有關系。不同條件生成的熟料礦物并不完全相同。加入氟硫復合礦化劑時，大約在900-950C形成3C2S?3CaSO4?CaF2,當該四元過渡相在1150℃左右消失的同時，物料內出現較大的液相量。氟硫復合礦化劑的加入能顯著降低熟料燒成時液相出現的溫度，降低液相的粘度，從而使阿利特的形成溫度降低了150-200C,促進了阿利特的形成。試驗表明，摻氟硫復合礦化劑后，硅酸鹽水泥熟料可以在1300-1350℃的較低溫度下燒成，阿利特含量高，熟料中游離氧化鈣含量低，還可形成C4A3和CllA7?CaF2,或者兩者之一的早強礦物，因而熟料早期強度高。如果煨燒溫度超過1400C,雖然早強礦物c4A3和CllA7?CaF2分解，但形成的阿利特數量多，而且晶體發育良好，也同樣可獲得高質量的水泥熟料，其最終強度還高于低溫燒成的熟料。摻氟硫復合礦化劑的硅酸鹽水泥熟料，多采用高飽和系數、低硅率和高鋁率配料方案。其石膏摻量，以熟料中含S031.5%?2.5%為宜;螢石的摻量，以熟料中CaF2含量0.6%~1.2%為宜，氟硫比(CaF2/SO3)以0.35?0.6為宜。值得注意的是，摻氟硫復合礦化劑的熟料，有時會出現閃凝，有時會出現慢凝的不正常凝結現象。一般飽和系數偏低、煨燒溫度偏低、窯內出現還原氣氛、鋁率偏高時，易出現閃凝現象。當煨燒溫度過高、鋁率偏低、飽和比偏高、MgO和CaF2含量偏高時，會出現慢凝現象。另外，還要注意氟硫復合礦化劑對窯襯的腐蝕和對大氣的污染。五、為何可用重晶石作礦化劑？重晶石的化學組成是：BaO65.70%,S0334.3%,常含SrO和CaO。重晶石的晶體結構中，Ba2+處于7個SO42■之間而為它們當中的12個。2■所包圍，Ba2+的配位數是12。而02-則與1個S6+和3個Ba2+接觸，氧的配位數為4。重晶石常以良好的單晶體出現，一般為板狀或厚板狀、粗柱狀，而集合體為塊狀、粒狀、結核狀、鐘乳狀，顏色常為無色或白色,有時呈黃、褐、淡紅等色，玻璃光澤，硬度3?3.5,性脆，相對密度4.5左右。重晶石常為熱液成因，常見于中、低溫熱液金屬礦脈中與硫化物共生，或者以單獨的重晶石脈出現。螢石也是中、低溫熱液成因的，故有時重晶石和螢石在同一礦脈中出現。例如XX水泥廠采用的重晶石尾礦，其中BaSO450%以上，CaF215%?35%之間。采用重晶石作礦化劑，具有以下好處：(1)重晶石中的BaO可以與Si02生成3BaO?Si02、2BaO?Si02,與AI2O3生成3BaO-AI2O3和BaO-AI2O3,這些礦物均具有膠凝性質，并且有些礦物水化反應相當激烈。(2)重晶石中S03與CaF2起復合礦化的作用，降低液相出現溫度，促進C3s的形成，提高熟料強度。(3)Ca2+與Ba2+的晶體尺寸、電性質接近，所以硅酸鹽、鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽中的Ba2+可以類質同象地置換Ca2+,Ba2+進入熟料礦物中會產生較多的晶體缺陷，加之Ba2+對水是親和的，因此水化加快，增加A礦的活性。（4）熟料中的AI2O3形成富鋁的鐵鋁酸鹽礦物（C5A2F）,它在水化時，處在高濃度的Ca（0H）2介質中，呈C-S-H棒狀纖維晶體，因而提高水泥石強度。六、硫鐵礦和螢石復合礦化劑有何特點硫鐵礦又稱黃鐵礦（FeS2）o采用它代替石膏再加螢石可以作燃燒硅酸鹽熟料的復合礦化劑。并且，采用硫鐵礦比石膏要好。其一，摻硫鐵礦的生料在燃燒過程中，硫鐵礦在400?600C時生成硫酸鈣，這種新生態的硫酸鈣，比自然界中的石膏有較高的反應活性，有利于熟料的煨燒。其二，硫鐵礦的主要成分是FeS2,因此，加入硫鐵礦既可提供S,又可提供鐵，從而減少配料中鐵礦的用量。采用硫鐵礦和螢石作燃燒硅酸鹽水泥熟料的復合礦化劑的工廠，均收到了加快碳酸鈣的分解速度，加快固相反應速度，降低出現液相溫度和燒成溫度，加快A礦生成速度，增加A礦含量的良好效果。