第一章 总 论1.1 前 言高炉矿渣是高炉炼铁生产过程中排放的工业废渣，是以硅酸钙为主的熔融物，经水淬冷凝为粒状物。其化学成份主要是Si02、CaO、A1203、Fe203等，与水泥熟料一样，具有潜在的水化活性，而活性的大小与化学成份及水淬产生的玻璃体含量有关。但其必须在碱性激发下才呈现活性。长期以来，矿渣主要被水泥生产企业，尤其是立窑水泥生产企业作为加速水泥熟料中的游离钙消解，降低水泥成本、增加水泥产量等目的，作为混合材来使用。目前，我国虽然在水泥生产总量上已跃属世界第一位，但是大小水泥、立窑、回转窑水泥比例严重失调，水泥结构极不合理，水泥质量的总体水平大大低于世界平均水平。因此，为了迅速改变这种状况，国家有关部门决定对水泥工业结构进行大幅度的调整，大力实施“上大压小”的政策，自2000年始，立窑水泥产量己减少了1亿多吨，也就意味着混合材掺量减少3000多万吨，而其中大部分为矿渣则是不争的事实。随着高炉矿渣需求量的下降，使高炉矿渣的来源变得丰富。加之近年来钢铁行业发展迅速，也要为矿渣处理寻找新的出路。另一方面，由于矿渣与水泥熟料相比具有玻璃体含量高，易碎难磨的物理特性，和水泥熟料一起粉磨时，难以磨细，影响了其潜在活性的发挥。因此，目前世界上许多发达国家，兴起了矿渣单独粉磨的生产工艺，并取得了良好的使用效果。实验表明：只有将矿渣磨至比表面积350m2／kg以上时，活性才能得到激发，且比表面积越高，活性越好，甚至可以超过水泥的活性。另外，矿渣微粉掺入混凝土后，可以降低混凝土集料(沙、石等)热化反应引起的混凝土体积膨胀开裂；矿渣微粉内较多的钙钒石结晶，能降低混凝土的孔隙率，降低氯离子的渗透，形成对钢筋的防腐保护层；矿渣微粉降低水泥中的铝酸三钙及可溶性氢氧化钙的含量，减小由于硫酸盐等被侵蚀引起的混凝土膨胀，从而改善混凝土的泵送、坍落度损失等工作性，提高混凝土的后期强度，具有良好的耐久性、耐蚀性和耐磨性。尤其适合配置高标号、高性能的混凝土。矿渣微粉是高炉矿渣经烘干、粉磨至适当细度的粉体，凭借其优良性能，成为优质的混凝土掺合料和水泥混合材。近年来世界上的美、英、日、加等国已得到广泛的应用，并都有各自的产品标准。我国的北京、上海等地也相继在一些重大工程中采用了矿渣微粉，取得了良好的效果。我国也于2000年12月颁布实施了《用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣粉》国家标准,并于2008年重新修订了《用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣粉》国家标准。矿渣微粉的诸多优良性能也为越来越多的混凝土制造商和建筑商所赏识。我国建材工业“十五”规划就明确指出：大力发展混凝土搅拌站，推广矿渣和粉煤灰的超细粉磨，根据市场需求配制水泥和高性能的混凝土。而高性能的混凝土中除了有水泥、集料、高效减水剂外，必须掺加足够数量的矿物细掺料。至今，国际上通行的矿物细掺料就是矿渣微粉。矿渣微粉的使用改善、提高了混凝土的性能，降低了混凝土中水泥的用量，大大降低了混凝土的生产成本，减小了建筑物的造价，节约了资源，减少了温室气体CO2的排放，产生良好的社会经济效益。实现固体废弃物的无害化、资源化、减量化、能源化，不仅是发展经济和保护环境的重要途径，更是人类社会可持续发展的要求。据统计，1995年全国工业废渣为7.4亿吨，累计堆存量达65亿吨， 占地5～6万公顷。我国是世界上头号产煤、产钢大国，1996年粉煤灰排放量达1.4亿吨，加上高炉矿渣、钢渣等，预计通过化学活化和机械活化每年可得具有胶凝性的固体废渣4亿吨左右。我国开发利用工业废渣己有几十年，取得了显著成绩，但比起美国等发达国家来说，废渣利用率仍不高，有待于进一步扩大对废渣的利用市场。公司根据自身的各种优势及发展需要，经过认真仔细的市场调查，为了适应内蒙及包头市经济快速发展的市场形势，为当地建筑行业提供质优价廉的建材产品，同时服务于本地的经济快速发展，我公司吸取有关单位建设矿渣粉生产线的经验，决定投资建设年产20万吨的超细矿粉生产线。1.2 项目名称年产20万吨的超细矿粉生产线1.3项目提出的依据和必要性对水淬高炉矿渣和电厂锅炉产生的粉煤灰按照一定的比例掺合后进行粉磨，制备矿渣超细粉(比表面积 420 m2/kg), 作为混合材掺入硅酸盐水泥中，水泥中超细粉的掺量可达到60~70%；用于制备矿渣硅酸盐水泥，能够大幅度地降低水泥生产成本，同时改善混凝土的性能。对于工业废渣，国务院要求各部门加以综合利用，变废为宝，提倡“谁排放谁利用，谁投资谁收益”的原则。对于建材工业，提倡利用工业废渣生产水泥或作为混凝土的掺和料等。近年来，国家对建材工业的政策是“控制总量，调整结构”，其原则是保护环境，节约资源，实施可持续发展战略，在坚持总量控制、加快淘汰落后工艺与装备的前提下，支持属于提高技术水平、产品升级又有市场的重点建设工程。为做好资源节约和工业污染物治理工作，国家发展和改革委员会将利用国债资金组织实施一批节能、节水、资源综合利用重大项目。国家发展和改革委员会办公厅文件（发改办环资[2004]906号）对工业废渣资源化利用是给予重点支持的。用矿渣超细粉配制的水泥强度要远大于相同配比的传统矿渣水泥，此种水泥被学术界称为“新型矿渣水泥”，也被称为“矿渣超细水泥”。超细矿渣粉同样可作为混凝土的掺和料，掺有矿渣超细粉的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、流动性好、后期强度高、防微缩、可使混凝土界面粘结性能改善等特点，且各项技术指标完全达到国家相关标准。矿渣超细粉是配制高性能、大体积、长寿命混凝土的首选物料之一。广泛应用于工业及一般民用建筑，电厂烟囱、高架公路、铁路、桥梁码头和地下设施等混凝土工程中。现在，日本、新加坡和西欧已广泛使用，国内近几年来在北京、上海及长江流域也开始广泛使用，并被国家建设部定为建筑业十项新技术之一。