《水泥工艺学》第3章硅酸盐水泥熟料的组成.ppt

第三章硅酸盐水泥熟料的组成
熟料的化学成分
熟料的矿物组成
熟料矿物的特性
化学成分与矿物组成间的关系
硅酸盐水泥熟料的率值
熟料矿物组成的计算
熟料的化学成分
一、简介
水泥的质量主要决定于熟料的质量。
优质熟料应该具有适合的矿物组成和岩相结构。
熟料的化学成分不仅决定了熟料的矿物组成,同时还与熟料的烧成工艺和资源的合理利用密切相关,直接影响优质、高产、低消耗等经济指标。因此控制熟料的化学成分,是水泥生产的关键环节之一。
熟料的化学成分
主要氧化物:CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种,通常在熟料中占95%左右。
其它氧化物:氧化镁(MgO)、硫酐(SO3)、氧化钛(TiO2)、氧化磷(P2O5)及氧化钾和氧化钠(K2O和Na2O)等。
当用萤石或其他金属尾矿作矿化剂时,熟料中还会有少量的***化钙(CaF2) 和其他微量金属元素。
熟料的化学成分
二、硅酸盐水泥熟料中主要氧化物含量波动范围☆
CaO 62%~ 67%; SiO2 20% ~ 24%
Al2O3 4%~ 7%; Fe2O3 % ~ %
在某些特定的生产条件下由于原料及工艺过程的差异,也可略微偏离上述范围。
不同品种熟料主要氧化物含量有差异。%,而SiO2可高于24%。再如高铝水泥Al2O3含量36%~55%。
熟料的化学成分
三、各氧化物简写形式
CaO----C SiO2----S
Al2O3----A Fe2O3----F
碱----R2O SO3----
MgO----M H2O----H
CaF2---- TiO2----T
熟料的矿物组成
在水泥熟料中,四种主要氧化物不是以单独的氧化物存在,它们经高温煅烧后,以两种或两种以上的氧化物反应生成多种矿物,其结晶体细小,通常为30-60μm。
因此,水泥熟料是结晶体细小的多种矿物的集合体。
熟料的矿物组成
一、四种主要矿物
硅酸三钙 3CaO·SiO2 可简写为C3S;
硅酸二钙 2CaO·SiO2 可简写为C2S;
硅酸盐矿物,75%左右。
铝酸三钙 3CaO·Al2O3 可简写为C3A;
铁铝酸四钙 通常用4CaO·Al2O3·Fe2O3作为其代表式
可简写为C4AF
熔剂矿物,22%左右。
在煅烧过程中,后两种矿物与氧化镁、碱等,在1250 ~ 1280℃开始逐渐熔融成液相,以促进硅酸三钙的顺利形成,故称为熔剂矿物。
熟料的矿物组成
一、四种主要矿物
硅酸三钙 3CaO·SiO2 可简写为C3S;
硅酸二钙 2CaO·SiO2 可简写为C2S;
铝酸三钙 3CaO·Al2O3 可简写为C3A;
铁铝酸四钙 通常用4CaO·Al2O3·Fe2O3作为其代表式
可简写为C4AF
其它:f-CaO、方镁石(结晶氧化镁)、含碱矿物以及玻璃体等。
当使用矿化剂时,可能还存在少量其它矿物。
熟料的矿物组成
二、岩相照片
C3S----黑色多角形颗粒
C2S----具有黑白双晶条纹的圆形颗粒
上述两种晶体间反向能力强的为白色中间相(浅色)铁相固溶体;反向能力弱的为黑色中间相(深色)铝酸三钙。
熟料矿物的特性
一、硅酸三钙
:
形成温度高。熟料形成时,硅酸三钙是四种矿物中最后生成的,通常在高温下,氧化钙和氧化硅首先反应生成硅酸二钙,然后在1250℃~1450℃下如有足够的液相存在,就使硅酸二钙在液相中吸收氧化钙,比较迅速地形成硅酸三钙。适当提高熟料中硅酸三钙含量,其岩相结构良好,可以获得高质量的熟料。但熟料中硅酸三钙过高时,会给煅烧带来困难(如窑产量降低、烧成煤耗高、窑衬寿命缩短等),往往使熟料中游离氧化钙增高,从而降低水泥强度,甚至影响水泥的安定性。