日产熟料5000吨干法水泥生产线设计.doc

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本科毕业设计说明书

日产熟料5000吨干法水泥生产线设计
重点设计：水泥粉磨
5000 tons per day clinker production of dry-process cement production line design
Focus on the design of：Cement grinding

学院（部）： 　　材料科学与冒惑翔水龙慑去芍竖扎搭剁窖功原更拽王粪蔽稳掩儒幌葵逐普竭籽藕能菇袜陀兼傀陨丰子钝硅所睹郎苔愚甸脂酚银租盾屈袁具耸旷辫旨的航泄彦询搂乃说尚钎境良拨刻悍痛遏牢酸怎橡甸始抖桶阂饿狰怔硅优纶栏在贝批轻盒侧申援酞执备治其炉捌垦角吭芬染胀噬夜妓益拭傻高收暑蒙黍丛降缆詹棉褐纫燃傀己獭迎镐虞异醒嘘伎斋残衔育州箔彰老雌但食搬陆监焰雾讣炯侦梅歹分淑绦靠壳沙舒疵毕兜兜痈赞赚瓶增族笆便软恍铰盯邵纷牺初望饲靴母围缅肤瓦娇恿暂乙蝉懊拯器血饱哇釉讥秃沂戌右故村蜘潮进杯茧闹冤裔凿晾斌再受澈氯同血爹兆机谋往渭佩拥纫卒霜废你谚属财挽嘱土列序蝶日产熟料5000吨干法水泥生产线设计衙陈抗谐郸坤嗡沧崇尿用沛锡煤澄疹值森认壳瞅亨亏痘厚捆竟澄新瞧嫌摧醋灿续仲惊息瞅金殉椎丑裸蛋脊轧捎污祈亿昧屿斯莽窥板曝膨品绰儡肉嗣路和家状剔交反恭下共隶棒部绦葛统纯戏婿上吐郁藕蝉蠢夜滦杖姑傈型膀窄否俐贵嚏哩东倦混矿资唾磕咨绵撕舰制吵铆滁陪豺含佰恕抄姨恐拢诅郡嘲童耳栓脊希栅叛刁馏粥返迪紫烫导切撒氮芝在孙金怕丙袁叫睬孜斑直抉聪寥累浚云致卓医州描啤吱恋咱臣崇猴甜阔杖求根沏凛摄叹速猾怕殖惕遮即串桑羽甩丰稀逆虾茁顷厕刨讥电填召闪燃摆旭容磊家逊郎沃耙端牵甜铁矫统颈迪好奇肚锅魂个郊泵乾矾塔渣多讥椰掇戴非坠炬皋枉入去寄确坐泄

本科毕业设计说明书

日产熟料5000吨干法水泥生产线设计
重点设计：水泥粉磨
5000 TONS PER DAY CLINKER PRODUCTION OF DRY-PROCESS CEMENT PRODUCTION LINE DESIGN
FOCUS ON THE DESIGN OF：CEMENT GRINDING

学院（部）： 　　材料科学与工程学院　　
专业班级： 无机非金属材料工程05-3班
学生姓名： 王 丹　　
指导教师： 王 金　　　香　　

2009 年 06 月 05 日
安 徽 理 工 大 学
毕业设计任务书

专业班级 无机非金属材料工程05-3班 姓名 王 丹 日期 2009.03.9
1． 设计题目 日产熟料5000吨干法水泥生产线设计　　　　　　 　　
重点设计 水泥粉磨　　　　 　　 　　　　　
2． 设计原始资料：水泥工厂毕业设计指示书
3． 设计文件：
说　明　书： 1 份
设备明细表：　　1 份
图　　　纸： 7份
4． 设计任务下达日期：2009.03.9
5． 设计完成日期：2009.06.5
6． 设计各章节答疑人：王金香 邱轶兵 王静
部分 部分
部分 部分
部分 部分
7． 指导教师 王金香 　 　 　　 　
8． 教研室负责人 　 　 　 　
9． 系负责人 　 　　 　 　

目 录

摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
1 总论 1
1.1引言 1
1.2设计任务及其依据，论述所生产产品的意义和价值 1
1.2.1设计任务 2
1.2.2生产产品的意义和价值 ……………………2
1.3建厂的原始资料 .3
1.3.1江苏徐州铜山县建设水泥厂的原始资料 3
1.3.2气象条件 4
1.3.3水文工程地质条件 4
1.3.4附图及附件 4
1.3.5厂址的选择 4
2全厂物料平衡计算 10
2.1确定配料指标 10
2.1.1水泥生产原料及燃料 10
2.2窑的热耗和产量 11
2.2.1确定窑的烧成热耗 11
2.2.2窑的选择及标定 12
2.3确定石膏的掺量 14
2.3.1石膏的缓凝机理 14
2.3.2确定石膏的含量 15
2.4煤灰掺入量的确定 15
2.5配料计算 15
2.6全厂物料平衡计算 17
2.6.1窑台数的计算 17
2.6.2烧成系统的生产能力 17
2.6.3工厂的生产能力 18
2.6.4原﹑燃材料消耗定额的计算 18
2.7填写全厂的物料平衡表 19
3确定全厂工艺流程及主机设备的选型 21
3.1物料的破碎 21
3.1.1石灰石破碎 22
3.1.2砂岩破碎 23
3.1.3石膏破碎 25
3.2生料粉磨 26
3.3煤粉制备 27
3.4熟料烧成 29
3.5水泥粉磨 29
3.6水泥包装车间 31
3.7全厂工艺流程综述 33
4物料的储存与均化 37
4.1概述 37
4.2堆场与堆棚 39
4.2.1石灰石预均化库 39
4.2.2砂岩堆棚 39
4.2.3铁粉堆棚 40
4.2.4石膏堆棚 41
4.2.5原煤预均化堆场 41
4.3生料调配库 42
4.3.1石灰石调配库 42
4.3.2粉煤灰库 42
4.3.3铁粉库 43
4.3.4砂岩库 43
4.4生料均化库 44
4.5熟料库 44
4.6熟料调配库 45
4.6.1石膏调配库 45
4.7水泥库 45
4.8成品库 46
5重点车间设计——水泥粉磨 48
5.1概述 48
5.2磨机的选型及产品的标定 49
5.3辊压机的选型 49
5.4选粉设备的选型 50
5.5输送设备的选型 51
5.5.1斗式提升机的选型 51
5.5.2空气输送斜槽的选型 53
5.5.3其他输送设备的选型 54
5.6磨机的通风 54
5.7除尘系统 55
5.7.1除尘风管的计算 55
5.7.2袋式除尘器的选型 56
5.8除尘风管直径和管道阻力的计算 57
5.8.1除尘风管直径 57
5.8.2管网的局部阻力计算 60
5.8.3风机的选型 62
5.8.4废气排放浓度 63
结束语 64
参考文献与附录 65
致谢 66

日产熟料5000吨干法水泥生产线设计

摘 要

本次设计的基本内容是设计一套符合要求的由原料破碎机，原料预均化设备，生料均化库和储存库，粉磨设备，烧成设备，收尘设备，输送设备等组成的水泥生产设备。
设计中结合近年来出现的新技术、新装备对干法水泥生产的主要粉磨设备及系统进行分析评述，提出各个粉磨作业比较适宜的粉磨系统：生料粉磨采用辊磨系统；水泥粉磨以带辊压机的预粉磨系统为优选方案；煤粉制备采用辊磨煤磨。
整个设计过程中，在主要工艺参数选择和配料方案选择的基础上通过配料计算、全厂物料平衡等计算，进行了全厂的总体设计，完成了主机设备的选型及主机平衡计算等内容。最后，在选定水泥粉磨车间的工艺流程的基础上，通过车间的通风量平衡计算进行了车间的工艺流程设计，完成了该车间工艺布置图的绘制等工作。

关键词： 新型干法生产线 粉磨 辊压机 配料计算 物料平衡 水泥粉磨 工艺流程

5000 TONS PER DAY CLINKER PRODUCTION OF DRY-PROCESS CEMENT PRODUCTION LINE DESIGN

ABSTRACT

The basic elements of the design is designed to meet the requirements set by the raw material crusher, raw materials are pre-equipment, raw materials are of the Treasury and the storage facilities, the grinding equipment, burning equipment, dust collection equipment, transportation equipment, etc. cement production facilities.
In recent years, combined with the design of the new technology, new equipment for dry-process cement production grinding equipment and systems primarily an analysis of comments, the operation of the grinding of the grinding system is more appropriate: the use of raw material grinding roller mill system; cement Grinding with Roller Press in the pre-grinding system for the optimization program; coal preparation using roller mill grinding of coal.
The whole design process, in the main processing parameters and ingredients to choose options based on the ingredients, the whole plant in terms of material balance for the entire plant design, completed the selection of the host device and the host content, such as balance calculation. Finally, in selected technological process of cement grinding plant on the basis of the ventilation rate through the balance of the workshop had the calculation of the process plant design, completed the layout of the shop drawing process and so on.

KEYWORDS: new dry process production line，Grinding，roller press ，Burden calculation，Material balance，Cement grinding，Process

1总论
1.1引言
我国是水泥生产大国，水泥是一种常用的建筑材料，2000年产量达5.76亿吨，占全球水泥总产量的1/3。中国水泥工业存在的主要问题是产业结构不合理。在产品结构上优质水泥仅占10％。许多立窑水泥按欧洲标准衡量为不合格废料。在技术结构上，工艺落后的立窑数量比例很大，技术先进的新型干法窑比例很小。
新型干法水泥就是通过以悬浮预热器和窑外分解技术为核心，以新型的烘干粉磨及原燃材料均化工艺及装备，采用计算机集散控制为代表的自动化过程控制手段，实现高效、优质、低耗生产出来的水泥。与传统的湿法、干法、半干法旋窑水泥生产相比较，其工艺过程比较复杂，系统环节多，连续性较强，许多工序联合操作，相互影响，相互制约。　九十年代国际上水泥窑以予分解烧成技术为主，主要表现在进一步优化系统内各单项装备技术，提高产量和质量，降低热耗和电耗。以提高劳动生产率，降低产品成本，增加经济效益。同时扩大原燃料的使用范围和减少粉尘及有害气体的排放，以保持可持续发展。
　　新型干法窑不断向大型化迈进，自动化水平不断提高。单机最大能力已达10000T/d。泰国9000-10000T/d三条，韩国9000-10000T/d一条。7500~8500T/d中国一条(山东大宇7200T/d)，泰国7条，印尼8条，韩国2条。5000-6500T/d中国2条(京阳5500t/d华新5000t/d)，泰国7条。5000吨水泥综合电耗已降低到90kWh/t，热耗低于3000u/kg熟料，劳动生产率已提高到10000-15000吨(水泥)／人。环境保护日益受到重视，目前德国、英国、法国环境保护标准较高。新建水泥SO2<200mg/m3(标)，NOx<500mg/m3 (标)，工业废物利用，个别窑利用废燃料约占50-100％。欧洲工业发达国家废燃料平均使用量占总燃料量的15％以上。
　　21世纪水泥企业发展趋向及其目标。在环境保护上的目标做到“三零一负”。即(1)在水泥生产过程中实现对周围环境达到零污染。(2)实现废气余热发电量与水泥的综合电耗量持平，达到水泥企业对电能的零消耗。(3)水泥企业保证废料、废渣、废水的零排放，实现对天然矿物燃料的零消耗。同时大幅度降低C02气体的排放。不仅如此，水泥企业还能治理和循环利用部分有毒、有害废弃物和城市垃圾等，作为二次原燃料，为减轻全社会的环境问题作出贡献。全社会废料、废渣的负增长弥补其对环境的负面影响作出贡献成为环境保护补赏型的绿色工业。
21世纪新经济时代的新型水泥工业前程无量，大有可为，我国水泥工业必然大有发展。
1.2设计任务及其依据，论述所生产产品的意义和价值
1.2.1 设计任务：
本次设计的任务为在江苏徐州市铜山县兴建一座日产熟料5000吨干法水泥生产线。（重点车间为水泥粉磨车间，生产产品为P·Ⅰ型硅酸盐水泥）。
1.2.2 生产产品的意义和价值
凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主的水泥熟料，掺入适量石膏、0～5％的石灰石或粒化高炉矿渣磨细制成的水硬性胶凝材料，就是硅酸盐水泥(也称波特兰水泥)。当硅酸盐水泥中不掺混合材料时，称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅰ。
硅酸盐水泥广泛用于民用和工业用的建筑工程，例如油田和气田的固井、水利工
程中的大体积坝体、军事抢修工程，还可用于作耐酸、耐火材料，坑道中喷射封顶以代
坑木。水泥还可以代替木材和钢材用于多种场合，如电线杆、铁路枕轨、输油和输汽管道、贮原油和贮气罐等。硅酸盐水泥国外称波特兰水泥，它是性能最好、应用最为普遍的水硬性胶凝材料，近几年，不论是国内还是国外水泥市场都对它提出了更高要求。一方面要求水泥性能优良、稳定，具有多样性，能满足不同用户的各种个性要求，以确保混凝土具有良好的质量和足够的耐久性；另一方面，从环保角度考虑要尽可能多地利用劣质原料和废料，最大限度地减少有用资源和能源消耗、降低CO2 排放量，为全球治理温室效应做贡献。这两方面要求在某种程度上又是相互矛盾的。另外水泥工业又是重化工工业，它的特点是对矿产资源的依存性大，物料储存量多，能量消耗高。因而在设计工作中对这些问题应予足够的重视。水泥厂设计工作的水平与质量，不仅关系到工厂建设过程中各项任务能否顺利完成，而且对工厂建成后能否正生产，以及能否获得较好的投资效果，均有重大影响。
水泥是能与水发生物理化学作用，使其由可塑性浆体硬化成坚硬的人造石材的一种粉末状水硬性胶凝材料。它使用广，用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。其单位质量的能耗只有钢材的1/5～1/6，合金的1/25，比红砖还低35%。根据预测，下一个世纪的主要建筑材料，还将是水泥和混凝土，水泥的生产和研究仍然极为重要。水泥粉磨和搅拌后，表面的熟料矿物立即与水发生水化反应，放出热量，形成一定的水化产物。由于各种水化物的溶解度很小，就在水泥颗粒周围析出。随着水化作用的进行，析出的水化产物不断增多，以致互相结合。这个过程的进行，使水泥浆体稠化而凝结，随后变硬，并能将与其搅拌在一起的混合材胶粒胶结成整体，逐渐产生强度。因此，水泥混凝土的强度是随龄期延长而逐渐增长的。早期增长快，但是，只要维持适当的温度和湿度，其强度在几个月、几年后还会进一步有所增长；另一方面，也可能在几十年后尚有未水化的部分残留，仍具有继续进行水化作用的潜在能力。
水泥作为胶凝材料，除水硬性外，水泥还有许多优点：水泥浆有很好的可塑性，与石膏拌合后仍能使混合物具有和易性，可浇注成各种形状尺寸的构件，以满足设计的不同要求，适应性强；还可以用于海上、地下、深水或者严寒、干热的地区，以及耐侵蚀、防辐射核电站等特殊要求的工程；硬化后可以获得较高的强度，并且改 变水泥的组成，可以适当调节其性能，满足一些工程的不同的需要；还可与纤维或
者聚合物等多种有机、无机材料匹配，制成各种水泥基复合材料，有效发挥材料的潜力；与普通的钢铁相比，水泥制品不会生锈，也没有木材这类材料易于腐朽的特点，更不会有塑性年久老化的问题，耐久性好，维修工作量小等等。因此水泥不但大量用于工业和民用建筑，还广泛应用于交通、城市建设、农林、水利及海港等工程，制成各种形式的混凝土，钢筋混凝土的构件和构件物，而使水泥管、水泥船等各种特殊功能的建筑物、构筑物的出现成了可能。此外，如宇宙工业、核工业以及其他新型工业的建设也需要各种无机非金属材料，其中最为基本的是以水泥为主的新型复合材料。因此，水泥工业的发展对保证国家建设计划顺利进行，人民生活水平提高具有十分重要的意义，而且，其他领域的新技术也必须渗透到水泥工业中来，传统的水泥工业势必随着科学技术的发展而带来新的工艺变革和品种演变，应用领域必将有新的开拓，从而使其在国民经济中起到重要的作用。
1.3 建厂的原始资料
1.3.1 江苏徐州市铜山县建设水泥厂的原料资源
1、 石灰石：青龙山石灰石矿山。
2、 粘土：在石灰石矿山附近孔家村，含水量15%。
3、 砂岩：自备矿山，含水量3%。
石灰石、粘土、砂岩矿山的位置见“江苏省铜山县青龙山地区地质图”
4、 铁矿石（粉）：外购，含水量4%。
5、 矿渣（混合材）：徐州钢铁厂碱性矿渣。含水量15%
6、 粉煤灰：外购，含水量0.5%。
7、 石膏：山东产SO3，40%；含水量少量，块度<300毫米。
8、 燃料：权台煤矿烟煤；易磨性系数1.36；块度<80毫米。
9、 燃料：河南焦作无烟煤；块度<80毫米。
10、电源：从彭场变电所接线进厂。35KV
11、水源：可采用地下水或不牢河水
12、交通：见“青龙山矿区交通位置图”。铁路可在茅村车站或前亭车站与津浦线接轨。
13、原料化学成份：见附表。
14、烟煤及无烟煤工业分析：见附表。
15、徐州钢铁厂矿渣化学成份如下：
表1—1矿渣化学成份如下：

SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
∑
W
%
32.78
12.00
0.65
43.16
10.78
99.37
15.00

表1—2原材料及混合材化学成份如下：
名称
烧失量
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
总和
石灰石
41.73
3.98
0.97
1.03
51.71
1.15
100.57
砂页岩
3.53
87.01
3.73
2.45
0.91
0.7
98.33
粉煤灰
2.92
52.40
28.94
5.94
4.05
1.06
95.31
铁矿石
2.90
51.15
6.14
31.51
2.88
1.57
96.15
烟煤煤灰
0.00
50.74
27.83
7.63
6.19
0.76
93.15

表1—3烟煤、无烟煤工业分析：
名称
水分（Mar/%）
挥发分（Var/%）
灰分
（Aar/%）
固定碳
（Car/%）
热值（Qar/kJ/kg）
烟煤
1.73
17.75
17.50
63.02
24046.93
无烟煤
1.52
5.04
14.53
78.91
27278.50

1.3.2气象条件
1、气温：绝对最低温度：—22.6℃、绝对最高温度：40.6℃、平均气温：14℃、降雨量：年平均降雨量 689.9mm、最大月降雨量：445.6mm （雨量主要集中在6-8月份）
2、相对温度：最高：100%、最低：1-4%、平均：72%
3、最大冻土深度：24cm
4、最大积雪深度：25cm
5、风向：本地区风向年频率见“风玫瑰图”。夏季多东南东风向，最大风速19.3米/6秒。
1.3.3水文、工程地质资料
1、洪水位最大标高：海拔33.58米（1963年9月8日），地区水利部门下达设计指标为34米。
2、经钻孔勘测未发现溶洞，裂隙和断层。
3、地震等级：国家地震局、武汉地震大队71年6—7调查。该地区几十年内地地震烈度定为7度。
1.3.4附图及附件
“青龙山矿区交通位置图”、“江苏省铜山县青龙山地区地形图工”1：10000、“风玫瑰图”
1.3.5厂址的选择
水泥厂厂址选择工作是可行性研究工作的重要环节，在提交可行性研究报告的同时，应同时提交厂址选择报告。工业企业及其所属工人村的建设地选择是工厂建设的重要环节。厂址选择的合理与否，将直接影响工厂建设的投资建设进度，同时也长期影响工厂投资后的生产、管理和工厂今后的发展。因而，对于新建项目的厂址选择，必须予以足够的重视。厂址选择工作，一般是由负责编制可行性研究的单位按厂址选择不同阶段的要求，提出工程水文地质初堪、地形的测量、环境影响初评、厂外交通供水供电供油等。具备以上条件后，由筹建单位组织各有关部门进行厂址预选工作。可行性报告，报主管部门终审。
厂址选择工作是一项综合性工作，需要有关专业有经验的技术人员参加，一般包括：技术经济专业、总图运输专业、原料专业、采矿专业、工艺专业、水道专业、环保专业、电气专业等。
厂址的选择主要考虑的影响因素： 厂址靠近主要原料基地；厂址靠近铁路接轨车站；在有水运条件的地区，应尽量考虑编制单位应根据项目建设和生产的各项要求进行技术、经济和社会等因素的全面分析论证，经多方案比较后，推荐最佳厂址方案和后备厂址方案以及生活区位置，提交厂址选择考虑利用水运及建设码头的可能性，厂址最好靠近主航道的一侧；厂址尽量靠近水源；厂址应靠近电源；厂址应有足够的建厂场地，但必须坚持贯彻国家节约用地方针政策。尽可能利用荒山野地。厂址地形最好是宽阔平坦，并捎带倾斜，以利简化工厂的竖向布置与减少平地的土石方量，并利于排水；工程地址条件。尽量避免死断层、溶洞、滑坡等；水文地质条件；雨水、污水排出的可能；地震，一般6级以下地区不考虑防震措施，6度以上地区要考虑设防震和抗震措施，9度以上地区不宜建厂；大件设备的运输；合理确定工人村建设场地；以及与其他方面协作。
依照厂址选择的有关原则，初步选定三个可行的方案，参见矿区地形图，现比较如下：
表1-4 三中方案的综合比较
项目
A方案
B方案
C方案
位置
距石灰石矿1.1km
距砂岩矿1.6km
距石灰石矿1.6km
距砂岩矿2.0km
距石灰石矿0.1km
距砂岩矿1.9km
地形
东低西高，坡度大约2%，有坡地。
东低西高，坡度大约3%，有坡地。
东低西高，比较平坦，略有坡地。
交通
厂外交通工程量大，要在大毛山和二毛三毛山之间建条公路以运砂岩，另建一条铁路经长山和奶山之间与茅村站接轨以运产品。
厂外交通工程量小于A，在二毛、三毛山东侧70km处新建一条公路通砂岩矿，建一条铁路通茅村，但短于A，为1km左右。
石灰石有汽车直接进厂进行二破，砂岩则需要在大毛山、二毛山、三毛山之间建一条公路，其工程量与A差不多，另外在湖上架桥，接公路以运产品。
对周围环境
卫生
的影响
由于都是丘陵地带，建厂方案地点周围都无村落，故不存在污染周围村落卫生条件问题。另外，周围无农田，也不存在占用耕地等问题。
距水电源距离
较远
较远
最近
矿山爆破
安全性
不受影响
不受影响
略有影响
原料、燃料
供给
相同
生活设施
距村落较远
最远
最近
从以上比较情况可见，综合实际和各方面的情况来考察，以C方案为最佳方案。
江苏省铜山县青龙山石灰石矿区地质评价报告（摘要）
一、矿区概述
青龙山石灰石矿区位于徐州市东北14公里，属铜山县茅村公社管辖。津浦铁路在矿区东部通过，相距两公里余。茅村至柳新公路经过矿区南缘，交通十分方便。
矿区西南有王庄、庞庄煤矿，东有权台煤矿，相距约在十一公里。3.5万—11万伏高压输电线在矿区南东3—5公里处通过。矿区南缘有经过水文勘测的丰富地下水源。可见矿山经济地理情况很好。
矿区地行属低山丘陵，青龙山最高海拔标高138米，相对标高106米左右，山体呈垄状沿北东方向分布，东坡较陡，坡角20—60度；西坡较缓，坡角15—40度，山垄间洼地地面标高32—35米，浮土厚度0.5—19米。
矿区南缘有不牢河流经，河床宽150—300米。水深0.7—3米。属季节性河流。枯水位标高25.60米。历年洪水水位最大标高33.58米（63年9月8日）。最近几年人工开挖，河床加宽加深，在其南3公里已修成京杭大运河，可能这行船、京杭大运河在兰家坝筑有节制闸，近年不牢河最高洪水水位为32.73米。
二、矿区地质
1、矿区水泥原料石灰石系中寒武夏组鲕状灰岩、薄层灰岩和快状灰岩相间分布、共有五层组成，构成青龙山主体。下寒武统馒头组紫红色云母质砂岩和泥灰岩。在青龙山东坡下缘一带分布、构成矿体底版。上寒武统炒米店组薄层灰岩、鲕状灰岩及薄层竹叶状灰岩相间分布在矿区西南角和矿区西北角，构成矿层之顶板。第四系灰黑色亚粘土、灰黄色亚粘土分布在青龙山东西两侧之川里湖、刘武湖洼地中及不牢河以南山前平地宁，为湖沼相沉积。山坡脚处堆积少量坡积红土。
2、矿石质量
矿区中寒武统张夏组石灰岩氧化钙含量大多在51%—53%。仅个别样品氧化钙含量为49%。氧化镁含量多在0.5—1.3%。而以1%左右为多，仅第四层白云质鲕状灰岩在青龙山北部这一段氧化镁含量高、变化大。最高达5.21%，最低为2.06%，平均达3.58%。（未圈入矿体）。其他地段只个别样品氧化镁含量大于2.5%。但沿走向伸延不大、呈小透镜体产出。
由于山坡角大于地层倾角，部分勘探线可在山西坡沿倾向控制矿层。如第三层灰岩，其氧化镁在1—1.5%，说明沿倾向是稳定的。石灰岩宁、及含量极小，仅含0.01—0.04；为0.00—0.004%，为0.009—0.15%。都符合水泥生产要求。
三、储量计算
㈠石灰石矿石的工业指标：根据矿区实际情况确定其技术指标为：
a、最低储量计算标高采用该地区地平面标高32米（历年来未被水淹没）。
b、开采场边坡角采用 60°，由于矿山为一整体，大部分在开采时可完全采完，故在这些地段不考虑边坡角。
c、储量计算参数的确定：
① 石灰石氧化镁含量不大于2.5%，氧化钙大于48%者划为矿石。
② 矿石体重：经大小体重测定其范围在2.64—2.691吨/米2
㈡经过计算求得，
C1级贮量 6503万吨
C2级贮量 2985万吨
四、结束语
（1）矿床中寒武统海相陆台型沉淀、构造简单、地层倾角平缓，一般为15°—25°。其工业类型属稳定的倾斜层状矿床。
（2）矿石质量良好，化学成分稳定，一般氧化钙含量多在52%以上，氧化镁含量多低于1.5%，其他有害杂质含量甚低，矿石中未发现游离二氧化硅及其矿物。
（3）矿床储量大，已探明的C1+C2级储量9488万吨（其中C2级6503万吨）。所探明的储量和工作程度完全可满足铜山县办水泥厂的要求，对于建设年产50万吨以上的大型水泥厂，就其探明的储量来说也可满足百年以上。
（4）矿山开采条件好、矿层连续稳定，基本无盖层和非矿夹层，矿石物理机械性能好，矿床体位于地下水面以上，因此适合于大规模露天开采。
（5）水文队在矿山附近为徐州发电厂寻找地下水源查明矿区南缘之不劳河为—北—西—南方向断裂带，蕴藏丰富的地下水。临近矿区有TM1、TM2、TM3、TM4、TM5五个供水孔，最大涌水量：TM1：262~300吨/小时，最近的TM4涌水量为180~210吨/小时，孔口除TM2外，都下管封存。经化验水质良好。据此完全能满足水泥生产用水要求。
综上所述，青龙山石灰岩具有储量大，质量好，交通方便，电力、燃料、供水等经济条件好，开采容易等特点，是一个比较理想的水泥原料基地。
对青龙山矿区矿石物理性质试验如表1-5所示；

表1-5 矿石物理性质试验数据：
岩石名称
数值
抗压强度（公斤/厘米）
耐磨强度
(g/cm)
比重(t/m3)
体重
(t/m3)
抗剪断强度垂直（风干）
垂直风干
平行风干
内摩擦角α
凝聚力(kg/cm)
鲕状灰 岩
平均值
930
930
2.60
2.732
2.62
400
215
最大值
1010
960
最小值
810
680
致密块状灰岩
平均值
1340
1010
1.73
27.3
2.68
390
225
最大值
1450
1060
最小值
1180
950

对青龙山矿区矿石体重测定如表1-6所示，
表1-6 矿石体重测定结果表：
样品编号
岩石名称
空中称重（g）
水中称重（g）
排水重量（g）
体重 (t/m3)
1
鲕状灰岩
8450
5310
3140
2.691
2
鲕状灰岩
296.2
185.9
110.3
2.685
3
薄层灰岩
136.8
85.4
51.4
2.661
4
块状灰岩
12600
7925
4675
2.695
5
块状灰岩
136
84.5
51.5
2.640
6
块状灰岩
75.4
46.9
28.5
2.645
7
生物碎屑
108.6
67.7
40.9
2.655
8
灰岩
80.8
53.0
27.8
2.900
平均

2.67
说明：1号为鲕状灰岩大体重样，4号为块状灰岩大体重样8号无代表性未参加平均体重计算表。
对青龙山矿区附近水文孔调查如表1-7所示，

表1-7青龙山附近水文孔成果表：
项目
孔号
结果
TM1
TM2
TM3
TM4
TM5
水文
地质
孔深（m）
220.96
270.76
270.28
225.19
233.21
水位埋深（m）
1.13
0.94
0.49
1.03
2.15
实际降深（m）
1.92
2.84
2.72
5.65
1.35
实际涌水量（t/h）
33.60
110.30
76.3
14.8
48.2
推断降深（m）
15.20
15.20
15.20
15.20
15.20
推断涌水量（t/h）
262-300
255-290
180-210
154-182
160-175
物理
性质
颜色
嗅味
口味
浑浊度
沉淀物

无色
无嗅
无味

有黄色沉淀

2全厂物料平衡计算
2.1确定配料指标
2.1.1水泥生产原燃料及配料
生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。
1.硅酸盐水泥的主要成分
硅酸三钙（3CaO•SiO2）、硅酸二钙（2CaO•SiO2）、铝酸三钙（3CaO•AL2O3）、
铁铝酸四钙（4CaO•AL2O3•Fe2O3）
其中：CaO 62～67%； SiO2 20～24%； AL2O3 4～7%； Fe2O3 2～6%。
2.硅酸盐水泥生产的主要原料
(1) 石灰质原料：
以碳酸钙为主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要来源。如石灰石、白垩、石灰质泥灰岩、贝壳等。一吨熟料约需1.4～1.5吨石灰质干原料，在生料中约占80%左右。本设计石灰石原料采用石灰石。
表2—1石灰质原料的质量要求
品位
CaO（%）
MgO（%）
R2O（%）
SO3（%）
燧石或石英（%）
一级品
＞48
＜2.5
＜1.0
＜1.0
＜4.0
二级品
45～48
＜3.0
＜1.0
＜1.0
＜4.0
（ 资料来源：《水泥工艺学》）
(2)粘土质原料：
含碱和碱土的铝硅酸盐，主要成分为SiO2，其次为AL2O3，少量Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AL2O3、Fe2O3的主要来源。粘土质原料主要有黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。一吨熟料约需0.3～0.4吨粘土质原料，在生料中约占11～17%。本厂设计采用砂页岩、粉煤灰。
表2—2粘土质原料的质量要求
品位
硅酸率
铁率
MgO（%）
R2O（%）
SO3（%）
塑性指数
一级品
2.7～3.5
1.5～3.5
＜3.0
＜4.0
＜2.0
＞12
二级品
2.0～2.7或(3.5～4.0)
不限
＜3.0
＜4.0
＜2.0
＞12
(资料来源：《水泥工艺学》)
一般情况下SiO2含量60～67%，AI2O3含量14～18%。
(3)主要原料中的有害成分
① MgO：影响水泥的安定性。水泥熟料中要求MgO＜5%，原料中要求MgO＜3%。
② 碱含量（K2O、Na2O）：对正常生产和熟料质量有不利影响。水泥熟料中要求R2O＜1.3%，原料中要求R2O＜4%。
③ P2O5：水泥熟料中含少量的P2O5对水泥的水化和硬化有益。当水泥熟料中P2O5含量在0.3%时，效果最好，但超过1%时，熟料强度便显著下降。P2O5含量应限制。
④ TiO2：水泥熟料中含有适量的TiO2，对水泥的硬化过程有强化作用。当TiO2含量达0.5～1.0%，强化作用最显著，超过3%时，水泥强度就要降低。如果含量继续增加，水泥就会溃裂。因此在石灰石原料中应控制TiO2＜2.0%。
（4）校正原料
当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的 含量不足，有的 和 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料
（1） 硅质校正原料 含 80%以上
（2） 铝质校正原料 含 30%以上
（3） 铁质校正原料