煤矸石占全國(guó)工業(yè)固體廢棄物總量的20%左右，大量的煤矸石占用堆存場(chǎng)地，且對(duì)土壤、水質(zhì)及環(huán)境造成污染。而水泥企業(yè)各道工序均能大量的消化、使用不同品質(zhì)的煤矸石，實(shí)現(xiàn)企業(yè)降本增效的同時(shí)，又保護(hù)了環(huán)境。
那么，煤矸石在水泥行業(yè)都有哪些利用途徑？使用效果如何？又有哪些注意事項(xiàng)呢？
1、煤矸石代替粘土用于生料配料
煤矸石主要成份與粘土相近，可替代粘土作為硅鋁質(zhì)材料使用，為水泥熟料提供SiO2、Al2O3及少量的Fe2O3。根據(jù)煤矸石成份的差異，在配料方案設(shè)計(jì)中，可適當(dāng)調(diào)整其它輔材品質(zhì)或用量來(lái)滿足設(shè)計(jì)需求。由于煤矸石中有少量的熱量，若能合理控制摻量，穩(wěn)定窯系統(tǒng)熱工制度，還能有效降低煤耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。
煤矸石的優(yōu)劣勢(shì)分析
（1）煤矸石的使用比例
由于未燃煤矸石具有一定熱值，為防止預(yù)熱器堵料等工藝事故發(fā)生，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源狀況，將煤矸石使用比例控制在8%以內(nèi)，熱值控制在200kcal/kg以內(nèi)。
煤矸石生產(chǎn)實(shí)際配比
?。?）煤矸石使用對(duì)熟料質(zhì)量的影響
使用未燃煤矸石配料后，熟料的3d、28d強(qiáng)度略有下降，標(biāo)準(zhǔn)稠度基本保持不變，由于易燒性得到改善，游離鈣合格率上升明顯，熟料的易磨性改善明顯。
?。?）煤矸石使用對(duì)原料磨的影響
與全部使用粘土配料相比，由于煤矸石易磨性變好，煤矸石中的碳質(zhì)結(jié)構(gòu)有助磨效果，磨內(nèi)料層厚度變薄，磨機(jī)主電機(jī)電流下降5A，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提升，電耗指標(biāo)得到改善。
（4）煤矸石使用對(duì)窯系統(tǒng)的影響
煤矸石使用后，窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量基本保持不變，由于煤矸石有一定的熱值，在生料煅燒的過(guò)程中產(chǎn)生一定的熱量，C1預(yù)熱器出口溫度有不同程度的上升，PH鍋爐進(jìn)口溫度上升，余熱發(fā)電量得到一定程度的提升。
?。?）煤矸石用于生料配料的使用建議
（1）不同熱值的煤矸石均可用于生料配料，未燃煤矸石具有一定發(fā)熱量的特點(diǎn)，使用單位應(yīng)合理控制煤矸石熱值，盡量選用低熱卡煤矸石用于生料配料；若當(dāng)?shù)孛喉肥療嶂灯毡檩^高，高于200kcal/kg時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制煤矸石摻量，避免預(yù)熱器堵料之類的工藝事故發(fā)生。煤矸石熱值及摻量控制以系統(tǒng)結(jié)皮量、通風(fēng)阻力可控為原則，可根據(jù)試驗(yàn)摸索確定。
?。?）嚴(yán)格控制煤矸石中全S含量，不宜超過(guò)0.8%，若含量超標(biāo)易造成窯尾煙氣SO2含量不受控。
2、煤矸石用于熟料煅燒
由于煙煤揮發(fā)份較高，使用煤矸石配煤磨制的煤粉揮發(fā)份下降，煤磨的安全運(yùn)行得到了保障，煤矸石水分較小，搭配使用后，煤磨運(yùn)行的穩(wěn)定性得到提升，煤粉細(xì)度、水分有所下降，從而保證了煤粉在預(yù)熱器及窯內(nèi)充分燃燒，與未摻煤矸石相比，標(biāo)準(zhǔn)煤耗略有下降。
使用建議：
?。?）加強(qiáng)煤矸石質(zhì)量驗(yàn)收，嚴(yán)格控制大塊，杜絕煤矸石熱值大幅度波動(dòng)，防止大塊卡料或熱值波動(dòng)造成搭配后的煤粉熱值波動(dòng)，影響窯的正常煅燒。
?。?）加強(qiáng)計(jì)量管理，保持煤矸石的摻入比例穩(wěn)定、均衡。
?。?）使用時(shí)，要根據(jù)搭配后的煤粉煅燒效果摸索確定搭配比例，避免工藝事故發(fā)生。
3、煤矸石用于水泥粉磨
按照GB/T2847《用于水泥中的火山灰質(zhì)混合材料》，煤矸石分為活性與非活性兩種?；钚悦喉肥蓮V泛應(yīng)用于普通水泥、火山灰質(zhì)水泥、砌筑水泥、復(fù)合水泥等水泥生產(chǎn)，而非活性煤矸石只能用于砌筑水泥、復(fù)合水泥生產(chǎn)。我公司用于水泥粉磨的煤矸石均為熱活化處理后的煤矸石，質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定。
?。?）使用煤矸石的特點(diǎn)
?。?）煤矸石對(duì)水泥質(zhì)量的影響
使用煤矸石與燃煤爐渣相比，水泥強(qiáng)度略有下降，但均在
受控范圍，兩種配料方案生產(chǎn)的水泥凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)稠度基本
持平。
（3）煤矸石對(duì)水泥粉磨系統(tǒng)的影響
由于活化煤矸石易磨性較好，具有一定的助磨效果，磨機(jī)的研磨效果得到改善，使用后水泥磨臺(tái)產(chǎn)上升10t/h，電耗下降了0.93kwh/t，生產(chǎn)運(yùn)行質(zhì)量明顯提升。
（4）使用建議
使用熱活化處理的煤矸石，在驗(yàn)收時(shí)應(yīng)對(duì)外觀質(zhì)量加強(qiáng)驗(yàn)收，若煤矸石熱活化處理溫度不夠或未處理，其活性及火山灰性均難以達(dá)到GB/T2847要求，應(yīng)嚴(yán)禁使用。
燒結(jié)煤矸石活性與LOSS成正比，建議LOSS控制5.0%以下，以確保水泥質(zhì)量。
4、煤矸石其他方面的循環(huán)綜合利用
不同品質(zhì)的煤矸石，不僅可以用于生料配料、水泥粉磨，還可用于輔助發(fā)電，即在水泥企業(yè)建設(shè)煤矸石發(fā)電鍋爐，與余熱發(fā)電并氣發(fā)電，達(dá)到循環(huán)綜合利用的效果。
煤矸石發(fā)電沸騰鍋爐產(chǎn)出的廢渣為燃煤爐渣、粉煤灰及脫硫石膏，廢渣品質(zhì)與火力發(fā)電廠排廢產(chǎn)品品質(zhì)基本一致，可循環(huán)利用于水泥生產(chǎn)，不產(chǎn)生任何廢渣，資源綜合利用率高。
隨著能源日益緊張，資源日益枯竭，低熱值煤矸石發(fā)電系統(tǒng)具有較大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：
一是使用低熱值煤矸石價(jià)格較低，資源豐富，渠道廣泛，可直接使用1500kcal/kg煤矸石，還可以使用煤炭與熱值在200-500kcal/kg無(wú)利用價(jià)值的煤矸石進(jìn)行搭配，有效的消化庫(kù)存廢渣；
二是煤矸石發(fā)電與普通的煤矸石熱活化工藝不同，低熱值煤矸石發(fā)電系統(tǒng)燒結(jié)溫度高、通風(fēng)良好，產(chǎn)出的燃煤爐渣呈青灰色，LOSS在3.0%以下，活性高，傳統(tǒng)的煤矸石熱活化工藝處理后的煤矸石顏色往往偏紅，影響水泥顏色，且活性及火山灰性往往達(dá)不到GB/T2847標(biāo)準(zhǔn)要求；
三是低熱值煤矸石發(fā)電系統(tǒng)配備脫硫系統(tǒng)，廢氣排放均在環(huán)保要求范圍內(nèi)。
來(lái)源：韓邦華.煤矸石在水泥行業(yè)中的綜合利用[J].江西建材,2019(11):6-8.
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