含氟固废在水泥生产中的应用：替代原料化利用及其影响

含氟固废在水泥生产中的应用：替代原料化利用及其影响

随着水泥企业对原料替代及节能降耗需求的日益提升，含氟固废作为替代原料在水泥企业的应用案例越来越多。本文将探讨含氟固废的种类、其对水泥熟料烧成的影响以及使用效果和注意事项。

含氟固废种类

目前已知可用于水泥行业的含氟固废包括：萤石尾矿、萤石提氟尾渣、半导体加工产生的废氟化合物、氟化工产生的氟化钙污泥等。氟化钙含量在5-80%之间。

萤石

含氟固废对水泥熟料烧成的影响

在水泥窑高温环境下，氟化钙与水、二氧化碳、二氧化硅反应，生成氟硅酸。氟硅酸作为一种强酸可破坏二氧化硅之硅-硅化合键的稳定性，提高结晶硅反应活性。通过固相反应生成氟硅酸钙、氟铝酸钙等中间过渡相，改变了熟料矿物组成和结晶形态，液相提前出现，液相量增加，液相粘度降低，促进了硅化合物原子吸收钙原子进一步形成硅酸二钙和硅酸三钙等矿物，减少了游离钙的剩余，生成更多的硅酸三钙，达到减低熟料游离钙，增加强度的目的。同时CaF2的矿化作用可显著降低熟料烧成温度，能有效降低熟料标准煤耗。

生料中添加0.6-1.2%的氟化钙可降低烧成温度50-100℃，并且随着氟化钙掺量的增加游离氧化钙呈下降趋势。

含氟固废替代原料的使用效果及注意事项

生料配料中添加含氟固废可替代部分原料，降低成本。可促进碳酸盐分解，提升碳酸钙分解率。可降低熟料烧成温度，降低煤耗。可提升熟料强度。

从查阅的案例中，添加适量含氟固废后，熟料3天强度提高约3兆帕，28天强度提高约2-4兆帕，熟料标煤耗降低约1.4-4公斤，熟料产量也有提升。

同时需注意以下问题：

1. 分解炉温度合理调整，防止结皮问题。
2. 氟离子预热器富集发生低熔点共熔造成堵料。
3. 采用快烧急冷操作，注意通风，防止还原气氛，防止窑内结圈。
4. 防止烟气氟化氢超标。
5. 氟化物对耐火砖腐蚀性较强，注意监测。
6. 熟料凝结时间增加，需要调整石膏用量。