1前言
由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及符合GB/T2015-2005《白色硅酸鹽水泥》規定的混合材料，磨細制成水硬性膠凝材料稱為白色硅酸鹽水泥，簡稱“白水泥”[1].白水泥的典型特征是擁有較高的白度，色澤明亮，主要用于建筑內外的裝飾，如地面、樓面、臺階，以及建筑立面的線條、裝飾圖案、雕塑等。在實際生產過程中，要實現國家標準所規定的各項產品性能要求是不容易的，這些產品性能的影響因素是多方面的。因此，深入分析各類影響因素，改進相應的生產工藝，對提高白水泥產品的綜合質量具有十分重要的意義。
2白色硅酸鹽水泥白度的影響因素
2.1原料的影響
普通硅酸鹽水泥呈灰或灰褐色，這是由水泥熟料中的一系列過渡金屬的氧化物所引起的。按照對顏色的影響程度由大到小，這些過渡金屬依次是：鉻、錳、鐵、鈷、釩、鎳、鈦。這些元素在白水泥熟料中的含量要盡可能地少。從白水泥生產的實踐表明，白水泥熟料中，當Fe203質量分數在0.45%~0.70%時，熟料呈淡綠色；而當Fe203質量分數降至0.35%~0.40%時，即呈白色（略帶淡青色），所以對于白水泥而言，一般Fe203含量應低于水泥質量的0.5%[2].在等量的情況下，氧化錳、氧化鉻對白水泥白度的影響更加顯著。世界各國對白水泥染色元素的氧化物的控制有一定的區別。國內白水泥熟料中Fe203<0.5%,MnO<0.015%,Cr2O3<0.0305%[3];法國，熟料中氧化錳的含量控制在0.0066%以下，氧化鉻含量控制在0.0035%以下；瑞士白水泥熟料中氧化錳的含量控制在0.01%~0.03%以下，氧化鉻含量控制在0.01%~0.03%以下。因此，在實際生產中，必須十分注重白水泥原料的精選，盡可能地選擇上述過渡金屬含量低的原料。保證達到白水泥的品質指標，石灰質原料通常是純度較高的石灰石或者白堊，w（CaO）>55%,w（Fe2O3）<0.5%;硅鋁質原料一般采用白粘土、瓷土、硅石、葉臘石和高嶺土等，并要求其w（Fe2O3）<1.0%[4].
但是，這些過渡金屬對白水泥白度的影響規律和機理是復雜的，并不是說，有這些金屬氧化物的熟料白度就一定低。產生這種變化的原因在于過渡金屬之間的相互作用，相互干擾；此外，過渡金屬在熟料的形成過程中，也有充當礦化劑的作用，從而改變了礦物的形成，改變了各礦物間的比例與結構。
2.2燃料
熟料的形成需要在較高的溫度下煅燒而成，需要消耗大量的能量。由于白水泥生料配料的高飽和比、高硅率、高鋁率，典型“三高”的特點，導致白水泥生料難燒，通常比普通硅酸鹽水泥煅燒溫度高100~150℃。
因而一方面，要求燃料熱值高（發熱量>27200kJ/kg），燃燒速度快且能完全燃燒（揮發分25%~32%），從而保證足夠的燒成溫度；另一方面，從提高白度的角度考慮，除了原材料中帶入的Fe2O3之外，燃料中的Fe2O3也是熟料中Fe2O3的一個重要來源，因此要求燃料帶入的Fe2O3的總量盡可能的少。燃料的灰分含量及其中的Fe2O3都低，即灰分<12%,且灰分中的w（Fe2O3）<0.8%.
從上述兩個要求來考慮，白水泥生產最為合適的燃料應該是沒有灰分的燃料，即油氣類資源，如重油和天然氣資源，石油焦，阿爾博安慶白水泥生產線采用的燃料即是石油焦[5].
2.3設計率值
因為硅酸鹽水泥是由兩種以上的氧化物化合而成的，在水泥生產中用各氧化物之間的比例，即率值，作為生產控制的指標，從而反應出對熟料礦物組成和性能的影響。我國采用的是石灰飽和系數KH、硅率SM和鋁率IM.
首先，石灰飽和系數反應的是C3S、C2S二者之間的比例關系[6].
當熟料的硅率和鋁率相同時，提高了KH,相同于提高了C3S的相對含量。過渡金屬在C2S中染色能力要強于C3S[7].所以，提高石灰飽和系數，熟料的白度和強度都能提高，這從國內外的生產實踐來看也是符合的。但是，高飽和系數的配料難以燒透，這也會導致游離氧化鈣的量增加，使熟料質量下降。正常生產中，將KH控制在0.90~0.95比較合適。
白水泥的硅率也較高，硅率SM還表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物的比例關系，相應反應了熟料的質量和易燒性。
白水泥熟料要控制Fe2O3的含量，希望Fe2O3越少越好，則反應到鋁率則是鋁率越高越好。但是實際生產中，鋁率作為控制指標的意義不大，只是用來確定配料方案。國內外幾家白水泥生產設計率值如下表1所示[8][9]:
2.4漂白方式
冷卻制度對于白水泥白度影響較大，熟料冷卻是白水泥生產中最特別的一道工藝。高溫白水泥熟料不能像普通硅酸鹽熟料一樣，簡單采用篦冷機空氣冷卻，否則低價態的過渡金屬氧化物將被氧化為高價態，從而對白度造成比較大的不利。而采取特殊的工藝，不但不會使熟料的白度下降，更能夠被“漂白”.按漂白介質分，有水急冷漂白、中性介質漂白、還原介質漂白。采用水冷漂白，冷卻熟料中可以形成較多的白色鋁酸鹽結晶，使熟料對光的反射能力大大提高，礦物結晶細小，也增加了對光的反射能力，從而提高白度。中性介質漂白主要采用的是氮氣，還原介質采用的主要是焦爐煤氣、丙烷等，雖然還原性介質漂白效果好，但是成本高，更重要的是，它的控制工藝比較復雜。
2.5生料粉磨與白水泥粉磨
生料的粉磨與水泥的粉磨是水泥生產工藝中的“兩磨一燒”中的“兩磨”,白水泥的生產也是一致的，但由于白水泥產品高的要求，必須保證在這兩次粉磨過程中，盡可能地減少Fe2O3等染色元素的污染，使用磨耗比較小的研磨體。比如，采用石質的襯板和研磨體。我國數家廠家采用小型的開路管磨，鑲花崗巖襯板，以海卵石作為研磨體。這是這種磨機的產量過低，研磨體的磨耗比較大。目前而言，國內外主要采用的是高鉻鑄鐵材料，研磨體采用剛玉球或者硅石球。為適應白水泥的生產，各國都相繼開發了新型高效的磨機，各種新型的立磨發展迅速，并在實際生產中取得了比較好的效果。
2.6影響白水泥白度的其它因素
很多的白水泥廠的熟料多呈現綠色的傾向，這是因為熟料當中Cr2O3的含量過多。Cr2O3的來源一部分來源于原料，還有一部分可能來源于含Cr的耐火磚。熟料在水泥窯的高溫條件下，少量的耐火磚損耗熔入了熟料當中，而往往耐火磚當中含有較豐富的Cr.為解決這一個問題，可以采用鎂基的耐火磚[10].
為了改善性能，提高產量，白色硅酸鹽水泥的制成，通常加入適量的混合材。選用白度遠高于白水泥熟料白度的混合材，一方面可以提高白水泥的白度，另一方面，由于混合材的生產成本遠遠比白水泥熟料的燒成成本要低得多，大量混合材的摻入，可以使白水泥的成本降低。
白水泥的細度也對白度產生影響，在一定的細度范圍內，白水泥白度隨著細度的增加也相應地提高，但這完全是由于水泥比表面積增大，增加了對光的反射能力，從而白度提高，是一種純粹的物理作用[7].
3結語
據不完全統計我國現有白水泥廠80多家，白水泥生產線大約160多條，80%以上的是Φ2.5m及以下的回轉窯，年總生產能力約達到600多萬噸[11].但是，國內生產的白水泥品質普遍較低，低品質白水泥市場已出現嚴重過剩的局面，但高品質白水泥卻盡產盡銷。白水泥的質量和品質差僅僅是一個方面，高能耗、高污染是最大問題。對低品質、高能耗、高污染的白水泥生產線進行節能、增白技術改造，是企業生存和發展的必要手段。
（1）由于白水泥生產對原、燃材料品質要求較高，在資源日益緊張的大背景下，將會嚴重制約白水泥企業發展。開發使用低品質的原、燃料的白水泥生產工藝勢在必行。
（2）國外的白水泥原料選擇上，都比較注意原料中MnO、Cr2O3、TiO2等其它染色元素的控制[12].而我國白水泥的生產，還基本上還只是對Fe2O3含量進行控制。為了提高國內白水泥產品的質量，白水泥廠有必要將對原料中的MnO、Cr2O3、TiO2等進行測定，將熟料中的MnO、Cr2O3、TiO2等控制在較低的水平。
（3）為了更好地對白水泥的產品進行質量控制，應該結合白水泥白度的偏色情況，進行生產工藝的調整，從而生產出顏色鮮艷的白水泥。
參考文獻：
[1]中華人民共和國國家標準[Z].
[2]GB-T2015-2005白色硅酸鹽水泥之白度測定[J].
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