綜述：生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原料主要是：
石灰質(zhì)原料：主要提供CaO；
粘土質(zhì)原料：主要提供SiO2、Al2O3、以及少量Fe2O3；
校正原料：補充某些不足的成分，分硅質(zhì)校正原料、鋁質(zhì)校正原料、鐵質(zhì)校正原料三種。
實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，根據具體生產(chǎn)情況有時(shí)還需加入一些輔助材料，如礦化劑、助熔劑、晶種、助磨劑等。水泥磨中還要加入緩凝劑，混合材料等。
料耗：生產(chǎn)1t熟料所消耗的生料量。一般為1.6t/t左右，其中石灰質(zhì)原料約占80%左右，粘土質(zhì)原料約占10%~15%。
表1 生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原燃材料一覽表
類(lèi) 別
名 稱(chēng)
備 注
主要
原料
石灰石原料
石灰石、白堊、貝殼、泥灰巖、電石渣、糖濾泥等
生產(chǎn)水泥熟料用
粘土質(zhì)原料
粘土、黃土、頁(yè)巖、千枚巖、河泥、粉煤灰等
校正
原料
鐵質(zhì)校正原料
硫鐵礦渣（鐵粉）、鐵礦石、銅礦渣等
生產(chǎn)水泥熟料用
硅質(zhì)校正原料
河砂、砂巖、粉砂巖、硅藻土等
鋁質(zhì)校正原料
爐渣、煤矸石、鋁礬土等
外加劑
礦化劑
螢石、螢石-石膏、硫鐵礦、金屬尾礦等
生產(chǎn)水泥熟料用
晶種
熟料
生產(chǎn)水泥熟料用
助磨劑
亞硫酸鹽紙漿廢液、三乙醇胺下腳料、醋酸鈉等
生料、水泥粉磨助磨劑
料漿稀釋劑
CL-C料漿稀釋劑、CLT料漿稀釋劑、紙漿黑掖等
濕法生產(chǎn)時(shí)使用
燃料
固體燃料
煙煤、無(wú)煙煤
我國常用的是燃煤
液體燃料
重油
緩凝材料
石膏、硬石膏、磷石膏、工業(yè)副產(chǎn)石膏等
制成水泥的組分
混合材料
?；郀t礦渣、石灰石等
制成水泥的組分
1 石灰質(zhì)原料
1.1 定義：
石灰質(zhì)原料：凡是以碳酸鈣為主要成分的原料都屬于石灰質(zhì)原料。分天然的和人工的（即工業(yè)廢渣）兩類(lèi)，水泥生產(chǎn)中常用的是含有CaCO3的天然礦石。
1.2 種類(lèi)及性質(zhì)
常用的天然石灰質(zhì)原料有：石灰巖、泥灰巖、白堊、大理巖、海生殼類(lèi)等。我國常用的是石灰巖（俗稱(chēng)石灰石），泥灰巖，個(gè)別小廠(chǎng)用白堊或貝殼。
可以部分替代石灰石的工業(yè)廢渣主要有：礦渣、鎂渣等。
（一）石灰石：是由碳酸鈣組成的化學(xué)與生物化學(xué)沉積巖。
主要礦物：為方解石（CaCO3）微粒組成，并常含有白云石（CaCO3·MgCO3）、石英（結晶SiO2）、燧石（又稱(chēng)玻璃質(zhì)石英、火石，主要成分為SiO2，屬結晶SiO2）粘土質(zhì)及鐵質(zhì)等雜質(zhì)。
CaO含量：純石灰石含CaO56%，燒失量為44%，隨雜質(zhì)含量增加CaO含量減少。
含水量：一般不大于1.0%，具體值隨氣候而異。含粘土雜質(zhì)越多，水分越高。
（二）泥灰巖：是碳酸鈣和粘土物質(zhì)同時(shí)沉積所形成的均勻混合的沉積巖，屬石灰巖向粘土過(guò)渡的中間類(lèi)型巖石。是一種極好的水泥原料。
分類(lèi)：高鈣泥灰巖：CaO≥45%
低鈣泥灰巖：CaO＜45%
有些地方產(chǎn)的泥灰巖成分接近制造水泥的原料，可直接燒制水泥，稱(chēng)天然水泥巖。
主要礦物：方解石
（三）白堊：是海生生物外殼與貝殼堆積而成的，富含生物遺骸，主要由隱晶或無(wú)定形細粒疏松的碳酸鈣所組成的石灰巖。
主要成分：碳酸鈣，含量80%~90%，甚至高于90%。
性能：易于粉磨和煅燒，是立窯水泥廠(chǎng)的優(yōu)質(zhì)石灰質(zhì)原料。
1.3 石灰質(zhì)原料的選擇
1.3.1 石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求
石灰質(zhì)原料使用最廣泛的是石灰石，其主要成分是CaCO3，純石灰石的CaO最高含量為56%，其品位由CaO含量確定。有害成分為MgO、R2O、（Na2O、K2O）和游離SiO2。一般要求如下：
表2 石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求
成分
CaO
MgO
f-SiO2(燧石或石英)
SO3
K2O+Na2O
含量（%）
≥48
≤3
≤4
≤1
≤0.6
1.3.2 石灰質(zhì)原料的選擇
(1) 搭配使用；
(2) 限制MgO含量；（白云石是MgO的主要來(lái)源，含有白云石的石灰石在新敲開(kāi)的斷面上可以看到粉粒狀的閃光）
(3) 限制燧石含量；（燧石含量高的石灰巖，表面常有褐色的凸出或呈結核狀的夾雜物。）
(4) 新型干法水泥生產(chǎn)，還應限制K2O、Na2O、SO3、Cl-等微量組分。
白云石、石灰石的判定方法：
用10%鹽酸滴在白云石上有少量的氣泡產(chǎn)生，滴在石灰石上則劇烈地產(chǎn)生氣泡。
2 粘土質(zhì)原料
2.1 概念：粘土質(zhì)原料系指含水鋁硅酸鹽物原料的總稱(chēng)。
主要化學(xué)成分是二氧化硅，其次是三氧化二鋁、三氧化鐵。
2.2 粘土質(zhì)原料的種類(lèi)與特性
水泥工業(yè)采用的天然粘土質(zhì)原料有粘土、黃土、頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等，使用最多的是粘土和黃土。近年來(lái)多用頁(yè)巖、粉砂巖等
（一）、粘土
粘土是多種微細的呈疏松或膠狀密實(shí)的含水鋁硅酸鹽礦物的混合體，它是由富含長(cháng)石等鋁硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)漫長(cháng)地質(zhì)年代風(fēng)化而成。包括華北、西北地區的紅土，東北地區的黑土與棕壤，南方地區的紅壤與黃壤等。
根據粘土中主導礦物不同，將其分為高嶺石類(lèi)、蒙脫石類(lèi)、水云母類(lèi)等。
（二）、黃土
黃土是沒(méi)有層理的粘土與微粒礦物的天然混合物。成因以風(fēng)積為主，也有成因于沖積、坡積、洪積和淤積的。顏色以黃褐色為主。
（三）、頁(yè)巖
頁(yè)巖是粘土經(jīng)長(cháng)期膠結而成的粘土巖。一般形成與海相或陸相沉積，或海相與陸相交互沉積?；瘜W(xué)成分類(lèi)似于粘土，可作為粘土使用，但其硅率較低，通常配料時(shí)需摻加硅質(zhì)校正原料。頁(yè)巖顏色不定，一般灰黃、灰綠、黑色及紫色等，結構致密堅實(shí)，層理發(fā)育，通常呈頁(yè)狀或薄片狀。
（四）、粉砂巖
粉砂巖是由直徑為0.01~0.1mm的粉砂經(jīng)長(cháng)期膠結變硬后碎屑沉積巖。主要礦物是石英、長(cháng)石、粘土等，膠結物質(zhì)有粘土質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)及碳酸鹽質(zhì)。顏色呈淡黃、淡紅、淡棕色、紫紅色等，質(zhì)地一般疏松，但也有較堅硬的。
粉頁(yè)巖的硅率較高，一般大于3.0，可作為硅鋁質(zhì)原料。
（五）、河泥、湖泥類(lèi)
江、河、湖、泊由于流水速度分布不同，使挾帶的泥沙規律地分級沉降的產(chǎn)物。其成分決定于河岸崩塌物和流域內陸表流失土的成分。建造在靠江、湖的濕法水泥廠(chǎng)，可利用挖泥船在固定區域內進(jìn)行采掘，做粘土質(zhì)原料使用。
（六）、千枚巖
由頁(yè)巖、粉砂巖或中酸性凝灰巖經(jīng)低級區域變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖稱(chēng)千枚巖。巖石中的細小片狀礦物定向排列，斷面上可見(jiàn)許多大致平行，極薄的片理，片理面呈絲絹光澤。巖石常呈淺紅、深紅、灰及黑等色。
2.3 粘土質(zhì)原料的品質(zhì)要求及選擇
（一）、品質(zhì)要求
表3 粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求
品 位
n
p
MgO(%)
R2O(%)
SO3(%)
塑性指數
一級品
2.7~3.5
1.5~3.5
＜3.0
＜4.0
＜2.0
＞12
二級品
2.0~2.7或3.5~4.0
不限
＜3.0
＜4.0
＜2.0
＞12
（二）、選擇粘土質(zhì)原料時(shí)應注意的問(wèn)題
1、n、p值要適當。
2、盡量不含碎石、卵石，粗砂含量應小于5%。
3、旋窯生產(chǎn)時(shí)對可塑性不做要求。
3 校正原料
當石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求時(shí)，必須根據所缺少的組分摻加相應的原料，這種以補充某些成分不足為主的原料稱(chēng)校正原料。
3.1 鐵質(zhì)校正原料
常用：低品位的鐵礦石，煉鐵廠(chǎng)尾礦及硫酸廠(chǎng)工業(yè)廢渣硫酸渣等。
目前有用鉛礦渣或銅礦渣的，既是校正原料，又兼做礦化劑。
3.2 硅質(zhì)校正原料
常用：硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河砂、砂巖、粉砂巖等。其中砂巖，河砂中結晶SiO2多，難磨難燒，盡量不用，風(fēng)化砂巖易于粉磨，對煅燒影響小。
3.3 鋁質(zhì)校正原料
常用：爐渣、煤矸石、鋁礬土等
表4 校正原料常用品種及質(zhì)量要求
校正原料
常用品種
質(zhì)量要求
鐵質(zhì)校正原料
低品位的鐵礦石、煉鐵廠(chǎng)尾礦、硫酸廠(chǎng)工業(yè)廢渣硫酸渣（俗稱(chēng)鐵粉）
鉛礦渣，銅礦渣（還兼作礦化劑）
Fe2O3≥40%
硅質(zhì)礦化劑
硅藻土、硅藻石、含SiO2多的河沙、砂巖、粉砂巖
n＞4.0； SiO2：70%~90%
R2O＜4.0%
鐵質(zhì)校正原料
爐渣、煤矸石、鋁礬土
Al2O3＞30%
4 低品位原料和工業(yè)廢渣的利用
低品位原料：化學(xué)成分、雜質(zhì)含量、物理性能等不符合一般水泥生產(chǎn)要求的原料。
目前水泥原料結構的一個(gè)新的技術(shù)方向：
(1) 石灰質(zhì)原料低品位化；
(2)SI 、Al質(zhì)原料巖礦化；
(3) Fe質(zhì)原料廢渣化。
使用低品位原料急工業(yè)廢渣時(shí)應注意：
(1) 這些原料成分波動(dòng)大，使用前先要取樣分析，且取樣要有代表性；
(2) 使用時(shí)要適當調整一些工藝。
4.1 低品位石灰質(zhì)原料的利用
低品位石灰質(zhì)原料：CaO＜48%或含較多雜質(zhì)。其中白云石質(zhì)巖不適宜生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料，其余均可用。但要與優(yōu)質(zhì)石灰質(zhì)原料搭配使用。
4.2 煤矸石、石煤的利用
煤矸石：煤礦生產(chǎn)時(shí)的廢渣，在采礦和選礦過(guò)程中分離出來(lái)。其主要成分是SiO2、Al2O3、以及少量Fe2O3、CaO等，并含4180~9360kj/kg的熱值。
石煤：多為古生代和晚古生代菌藻類(lèi)低等植物所形成的低炭煤，其組成性質(zhì)及生成等與煤無(wú)本質(zhì)區別，但含碳量少，揮發(fā)分低，發(fā)熱量低，灰分含量高。
煤矸石、石煤在水泥工業(yè)中的應用目前主要有三種途徑：
(1) 代粘土配料；
(2) 經(jīng)煅燒處理后做混合材；
(3) 作沸騰燃燒室燃料，其渣做水泥混合材。
4.3 粉煤灰及爐渣的利用
粉煤灰：火力發(fā)電廠(chǎng)煤粉燃燒后所得的粉狀灰燼。
爐渣：煤在工業(yè)鍋爐燃燒后排出的灰渣。
粉煤灰、爐渣的主要成分：以SiO2、Al2O3為主，但波動(dòng)較大，一般Al2O3偏高。
利用：(1) 部分或全部替代粘土參與配料；
(2) 作為鋁質(zhì)校正原料使用；
(3) 作水泥混合材料。
作原料使用時(shí)應注意：1、加強均化；2、精確計量；3、注意可燃物對煅燒的影響；4、因其可塑性差，立窯生產(chǎn)時(shí)要搞好成球。
4.4 玄武巖資源的開(kāi)發(fā)與利用
玄武巖：是一種分布較廣的火成巖，其顏色由會(huì )到黑，風(fēng)化后的玄武巖表面呈紅褐色。
成分：其化學(xué)成分類(lèi)似于一般粘土，主要是SiO2、Al2O3，但Fe2O3、R2O偏高，即助熔氧化物含量較多。
利用：可以替代粘土，做水泥的鋁硅酸鹽組分，以強化煅燒。
使用注意事項：因其可塑性、易磨性差，使用時(shí)要強化粉磨。
4.5 其他原料的應用
珍珠巖：是一種主要以玻璃態(tài)存在的火成非晶類(lèi)物質(zhì)，富含SiO2、也是一種天然玻璃?？捎米髡惩临|(zhì)原料配料。
赤泥：是燒結法從礬土中提取氧化鋁時(shí)所排放出的赤色廢渣，其化學(xué)成分與水泥熟料的化學(xué)成分相比較，Al2O3、Fe2O3含量高，CaO含量低，含水量大，赤泥與石灰質(zhì)原料搭配配合便可配制出生料。通常用于濕法生產(chǎn)。
電石渣：是化工廠(chǎng)乙炔發(fā)生車(chē)間消解石灰排出的含水約85%~90%的廢渣。其主要成分是Ca(OH)2，可替代部分石灰質(zhì)原料。常用于濕法生產(chǎn)。
碳酸法制糖廠(chǎng)的糖濾泥、氯堿法制堿廠(chǎng)的堿渣、造紙廠(chǎng)的白泥：其主要成分都是CaCO3，均可做石灰質(zhì)原料。
