利用锂渣生产低碱水泥方案及成本分析（改）

利用锂渣代替粘土烧制水泥熟料的试验 利用锂渣生产低碱水泥及成本分析 0 引言 锂渣是锂辉石经过1150℃～1300℃高温煅烧后再用硫酸法提取的碳酸锂熟料经渗滤浸洗涤后排出的残渣。四川射洪县建有锂盐厂，每年排有大量的锂渣。 锂渣外观呈土黄色，在自然干燥下含有一定水分，烘干后呈粉末状，颗粒较小，具有较大内比面积的多孔结构，对水有较大吸附能力。其化学成分与粘土质原料相似，主要为氧化硅、氧化铝、氧化钙和少量的三氧化硫等，可用作水泥生产的原料配料，同时，其中的氧化硅和氧化铝绝大多数以无定形SiO2存在，具有很好的活性，也可以用作水泥混合材和混凝土掺合料。 锂渣分酸性渣和碱性渣两种，酸性渣因含有较低的碱含量，可以用作生产低碱水泥的原料。 1  试验原料 1.1  锂渣 锂渣为硫酸法生产碳酸锂过程中排出的废渣,其化学成分和性质比较稳定。新排出的锂渣含有30%的水分,经自然干燥后的锂渣呈细粉状,粒径小于0.08 mm的占70%以上。锂渣外观呈土黄色,松散不结块,密度2.46g/cm3。锂渣的主要成分为SiO2、Al2O3、CaO及SO3,见表1。 　 表1  锂渣化学成分% 日期 水份 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O Li2O Cl- 10.20 24.8 7.78 60.82 20.19 1.01 5.41 0.51 3.40 0.59 0.36 / 0.008 10.15 23.5 / 58.70 19.50 0.65 1.77 0.35 / 0.88 0.52 0.38 / 1.2 生料原料 表2  原料化学成分% 项目 水份 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O Σ 石灰石 3.2 41.91 2.23 0.98 0.57 51.84 2.71 0.18 0.32 100.74 砂岩 12.6 4.60 75.77 8.29 4.49 0.41 1.22 2.52 0.68 98.08 石英砂 4.0 0.56 96.03 0.98 1.01 5.41 0.51 0.37 0.08 104.95 页岩 13.8 9.65 63.20 13.14 5.40 3.82 2.10 2.57 0.75 101.23 铜渣 2.4 -5.89 31.55 5.35 56.39 3.79 4.11 0 0 95.30 2  配料方案 2.1 目前配料方案 原料：石灰石、砂岩、页岩、铜渣 熟料热耗：3200kJ／kg 熟料率值：KH =0.92±0.02，n= 2.5±0.1，P= 1.4± 0.1 2.2 低碱配料方案1 原料：石灰石、石英砂、鋰渣、铜渣 熟料热耗：3400kJ／kg 熟料率值：KH =0.90±0.02，n= 2.5±0.1，P= 1.4± 0.1 2.3 低碱配料方案2 原料：石灰石、砂岩、鋰渣、铜渣 熟料热耗：3200kJ／kg 熟料率值：KH =0.91±0.02，n= 2.5±0.1，P= 1.4± 0.1 3 方案对比 3.1 熟料碱挥发率% 项目 理论熟料碱含量% 实际熟料碱含量 碱挥发率% K2O Na2O Na2Oeq K2O Na2O Na2Oeq K2O Na2O Na2Oeq 熟料 0.89 0.58 1.17 0.68 0.17 0.62 23.6 70.69 47.01 3.2 方案配比 方案 石灰石 % 砂岩 % 石英砂 % 页岩 % 鋰渣 % 铜渣 % 出磨生料碱含量% 理论熟料碱含量% K2O Na2O Na2Oeq K2O Na2O Na2Oeq 目前 81.08 5.69 0 11.45 0 1.78 0.55 0.38 0.74 0.89 0.58 1.17 低碱1 80.91 0 6.56 0 10.42 2.11 0.22 0.30 0.44 0.40 0.46 0.72 低碱2 80.81 10.56 0 0 6.37 2.26 0.43 0.35 0.63 0.71 0.53 1.00 3.3 方案碱含量对比 方案 矿渣碱含量% 实际熟料碱含量% 出磨水泥碱含量% K2O Na2O Na2Oeq K2O Na2O Na2Oeq K2O Na2O Na2Oeq 目前 0.72 0.35 0.82 0.68 0.17 0.62 0.66 0.19 0.63 低碱1 0.31 0.13 0.38 0.35 0.16 0.43 低碱2 0.54 0.16 0.53 0.54 0.17 0.55 从表中看出： 1）目前配料方案水泥碱含量为0.63%，不能满足低碱水泥要求。 2）低碱配料方案1水泥碱含量为0.43%，完全满足低碱水泥要求。 3）低碱配料方案2水泥碱含量为0.55%，水泥碱含量在合格边缘。 4  性能试验（待做 ） 4.1  生料易烧性试验； 4.2  烧成温度影响； 4.3  率值影响试验； 4.4  熟料性能检验； 5  成本比较 5.1 原料进厂单价（湿基） 项目 单价 （ 元/吨） 石灰石 23.0 砂岩 31.0 石英砂 85.0 页岩 15.13 鋰渣 120.0 铜渣 253.0 5.2 生料直接成本比较 方案 石灰石% 砂岩% 石英砂% 页岩% 鋰渣% 铜渣% 生料成本（ 元/吨） 目前 81.08 5.69 0 11.45 0 1.78 26.64 低碱1 80.91 0 6.56 0 10.42 2.11 42.02 低碱2 80.81 10.56 0 0 6.37 2.26 35.22 从表中看出： 1）用鋰渣和石英砂生产低碱水泥，生料直接成本增加：42.02-26.64=15.38元/吨。 2）用鋰渣和砂岩生产低碱水泥，生料直接成本增加：35.22-26.64=8.58元/吨。 4.3 熟料直接成本比较 1）用鋰渣和石英砂生产低碱水泥，熟料直接成本增加：15.381.60=24.61元/吨。 2）用鋰渣和砂岩生产低碱水泥，熟料直接成本增加：8.581.60=13.73元/吨。 4.4  间接成本分析 1） 石英砂难破碎，会增加破碎电耗和备件的消耗； 2） 石英砂配料，生料磨会减产至少15%； 3） 石英砂难烧，熟料减产5%，熟料热耗增加200k/jkg； 4)  熟料质量会有一定降低； 综合这几项： 1）用鋰渣和石英砂生产低碱水泥，熟料间接成本会增加至少20元/吨以上。 2）用鋰渣和砂岩生产低碱水泥，熟料间接成本基本上不会增加。 4.5 熟料总成本比较 1）用鋰渣和石英砂生产低碱水泥，熟料总成本会增加：24.61+20=44.61元/吨以上。 2）用鋰渣和砂岩生产低碱水泥，熟料总成本会增加：13.73元/吨以上。 4.6 低碱水泥总成本比较 1）用鋰渣和石英砂生产低碱水泥，水泥成本会增加：44.610.83=37.03元/吨。 2）用鋰渣和砂岩生产低碱水泥，水泥成本会增加：13.730.83=11.40元/吨。 5  结论 1）用鋰渣和石英砂生产低碱水泥，方案可行，对工艺和质量没有太大影响； 2）鋰渣与砂岩生产低碱水泥，碱含量在合格边缘，可以作为参考方案。 3）用鋰渣和石英砂生产低碱水泥，水泥成本会增加至少37元以上。 4）鋰渣与砂岩生产低碱水泥，水泥成本会增加至少11元以上。