电石渣替代石灰石技术在五级预热器窑外分解窑的应用

刘新明

（新疆天山水泥股份有限公司塔什店分公司，新疆维吾尔自治区 巴音郭楞州 841300）

随着各工业企业对资源的不断开采消耗，在当下社会有限的矿产资源逐渐匮乏的时代，合理利用工业废渣生产水泥是每个水泥生产企业的必经之路[1]。塔什店分公司目前拥有一条Ф4.0×60m日产熟料2500吨的熟料生产线，该生产线初设是以石灰石原料为主熟料生产线，因目前石灰石储量不断下降，水泥企业面临严峻挑战，为此我公司积极寻找可代替石灰石的原物料，经多方努力寻找到工业废渣电石渣，因电石渣为粉状料水份大，难存储、生产使用上料困难，且腐蚀性高，在石灰石为主原料水泥回转窑生产线使用较少。电石渣基本使用在设计为纯电石渣生产线，塔什店分公司本着充分利用工业废渣，降低生产成本，达到资源综合利用的目的，于2017年3月提出利用部分电石渣替代石灰石配料煅烧熟料，并制定生产方案，在公司内部立项、实施。项目实施之初就如何搭配上料，公司从单一上料到搭配上料进行多次小规模试验配料方案实施过程，确定配料方案后从2017年4月份开窑时实施，因无生产经验可循，电石渣的掺加量在不断波动，公司对方案及时进行改进。在没有电石渣专用配料秤的情况下，采用在破碎上料环节利用铲车按照比例进行预搭配后入库配料的方式进行生产。

由于未建设专用配料秤、输送设备，在电石渣与石灰石的搭配方面虽说使用铲车搭配上料，严格控制搭配比例，但电石渣高水份、易吸附等问题仍然给生产带来不少困难，搭配上料、下料方面仍存在均匀性不好的问题，致使原料成分波动大，给输送系统、配料、煅烧带来一定困难。为后续长期降低生产成本及企业长远发展考虑，经过不断摸索试验在堆料时就进行搭配，上料时从端面取料入上料口，自制上料口下方加装棒条阀控制下料均匀性，上料、下料不均匀性问题在一定程度上有所缓解。为便于进一步提高使用量，获取更大的效益，需要增加一套专用输送设备。

为了降低生产成本，提高资源综合利用率，利用工业废渣代替石灰石煅烧熟料，对水泥行业是一个不小的挑战，尤其是初设为石灰石的生产线，在不做大的改造前提下，利用工业废渣煅烧熟料面临的挑战更大。电石渣多为粉状、水份大、腐蚀性高，易吸附在使用设备中，降低水份首先需要相应的烘干设备或密闭的晾晒场地，其次在使用中需要相对密闭的输送设备，大面积使用更需要大的堆棚储存或进行晾晒，存储在密闭堆棚避免电石渣粉尘造成二次环境污染，同时因其自然吸附性高，使用量过大易造成辊压机一字纹间粘附，辊压机做工效率降低，塔什店分公司通过反复论证，如何将电石渣与破碎过的石灰石搭配使用进行各种实验。对以下几种方案进行试验：

方案一：电石渣单一上料，因无设备小规模使用可行，满足正常生产因无专门的设备，自行设计的上料口易造成上料堵料，下料不均匀等现象影响生产，同时存储在库内有结壁现象，不利于大规模生产。

方案二：石灰石搭配电石渣上料，因石灰石粒度大小不一，电石渣易从板喂机载料板缝隙中漏出，同时会出现电石渣吸附在破碎机壳体锤盘等部位，破碎机易堵料，影响设备正常运转，为避免影响设备正常运转，需要人工不定时清理漏料及破碎机，员工劳动强度增大，从长期使用该方案可执行性低。

方案三：电石渣与破碎过的石灰石搭配使用，因公司石灰石从破碎到使用，设计时未留外放口，无法外放，在用石灰石矿山均无破碎设备，如执行该方案需要对设备进行改造，面对该问题公司与物流部门积极在周边地区寻找，有一家石灰石矿点石灰石粒度大小符合搭配要求，最终确定实施该方案，同时公司在石灰石输送皮带上方增加搭配上料口，便于碎石灰石与电石渣搭配。

从电石渣单一上料到单独存储，以及最终确定使用电石渣与破碎过的石灰石搭配使用方案，就可能或有可能发生的问题全面进行考虑，因公司石灰石从破碎到入库、到使用，设计时均未留外放口，无法外放，石灰石矿山均无破碎设备，如执行碎石灰石与电石渣搭配方案需要对设备进行改造，改造成本高同时还需要新增环保设备，与公司最初“降本增效”的初衷不一，随机公司与物流部门积极在周边地区寻找已破碎好，但相对成本低的石灰石矿山，有一家石灰石矿点石灰石粒度大小符合搭配要求，最终确定实施方案三，为保证项目顺利实施，公司组织员工在石灰石输送皮带上方增加上料口，便于碎石灰石与电石渣搭配上料使用。方案确定后对搭配比例及成份变化造成的波动，最终确定先期按8%-10%搭配比例进行搭配，根据后续实际生产状况在进行调整，经过2017年4月、6月两个月运行，电石渣配比在8%时生料成份稳定，利于回转窑煅烧。配料方案实施。

表1 电石渣与石灰石等原物料化学成分

配料方案实施过程：该配料方案从2017年4月份开窑时实施，因无生产经验可循，电石渣的掺加量在不断波动，公司及时对方案进行及时改进。在没有电石渣专用配料秤的情况下，采用在破碎上料环节利用铲车按照比例进行搭配破碎后入库配料的方式进行生产。

从2017年全年及2018年全年生产数据来看，电石渣综合掺加量达到8%，在熟料三率值基本相同的情况下，2017年熟料强度较2016年提高1.5MPa左右，2018年熟料强度较2016年提高2.2MPa左右，具体见下表。

表2 电石渣使用前后数据对比表

1）在石灰石生产线上尝试使用电石渣代替部分石灰石进行生料配料，增加“三废”处理能力。

2）未进行大的技改，顺利实施了电石渣在石灰石生产线的使用。

3）电石渣搭配使用后熟料强度提高1.5MPa。

4）2017年生料成本下降20.31元/吨，吨熟料成本下降2.54元/吨。

5）2018年生料成本下降11.71元/吨，吨熟料成本下降1.46元/吨。

在有限的矿产资源逐渐匮乏的时代，合理利用工业废渣生产水泥是每个水泥生产企业的必经之路，我公司面对各方压力，在降低生产成本方面积极寻找出路，电石渣使用以后公司在通过不断调整电石渣配比，力争利益最大化。

图3 实际应用案例实景图

首先减少环境污染，达到了节能减排的目的。同时对产销双方形成一定的双盈，塔什店分公司本着充分利用工业废渣，降低生产成本，达到资源综合利用的目的，使用电石渣替代石灰石生产生料以后，减少了工业废渣的排放量，既改善社会大环境，也提高了资源综合利用量，使有限的矿产资源得到更好地有效再利用，达到了初步目标，同时起到了循环经济发展的目的。

电石渣综合掺加量8%-10%，在熟料三率值基本相同的情况下，熟料强度较提高1.5-2.2MPa左右，生产水泥时可在一定程度上降低熟料掺加量。

使用电石渣作为代替石灰石生产熟料一种原材，既能在一定程度上降低企业生产成本，降低直材费用，又能对保护环境起到一定的社会贡献，同时形成双赢局面，因生产必须产生电石渣而区域内无法大量长期消耗此类废渣对生产企业面临严重的环保压力，解决此类问题必须有一条合理的“产、消”链，面对现在低迷的市场状态，“低成本、高效益”才是企业的发展道路，如果生产企业考虑使用其他净化设备处理电石渣面临长期大量资金、人力投入，不利于企业长期发展，反而给企业造成很大的经济负担，如果与水泥生产企业合作，在不做大的经济投入反之给企业带来效益，是目前各企业生存之道。

电石渣在五级预热器窑外分解窑大面积、高配比使用，对水泥生产企业最直观的的效益就是降低整个生产线成本，同时寻找到了代替石灰石材料，降低减慢有限资源的消耗步伐，并且对当地环境起到了一定的保护作用。同类型生产线使用电石渣生产成本降低，提高三废资源综合利用率，并且在区域内同类生产线中有很强的竞争力。

通过使用电石渣，减少环境污染，达到了节能减排的目的。在有限的矿产资源逐渐匮乏的时代，合理利用工业废渣生产水泥是每个水泥生产企业的必经之路，塔什店分公司本着充分利用工业废渣，降低生产成本，达到资源综合利用的目的，使用电石渣替代石灰石生产生料以后，减少了工业废渣的排放量，既改善社会大环境，也提高了资源综合利用量，使有限的矿产资源得到更好地有效再利用达到了循环经济发展的目的。

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