高性能贝利特硫铝酸盐水泥熟料的三种原料中，石灰石质原料资源和石膏质原料资源在我国分布广泛，铝质原料资源高铝粉煤灰储量丰富，但是主要集中在内蒙古和山西等少数省份，具有地域性分布特点，因此，铝质资源对于新型低钙水泥熟料的应用推广具有重要的影响。2014〜2015年在乌海赛马水泥有限公司和山西阳泉特种材料有限公司，以高铝粉煤灰为铝质原料对高性能贝利特硫铝酸盐水泥熟料成功进行了工业化生产试验，取得了关键工业化生产技术参数，并煅烧出了高质量的水泥熟料。2016年，在对这些实际牛产数据分析和总结的基础上，为使新型水泥熟料的生产应用推广更具广泛性，对铝质原料进行了拓展研究，主要研究利用低品位铝矾土为铝质原料煅烧高性能贝利特硫铝酸盐水泥熟料的可行性，并在郑州市建文特材科技有限公司(下称建文公司)进行了两次工业试验，煅烧水泥熟料2200t。公司附近铝土矿储量丰富，大量低品位铝矾土因为品质较低、满足不了目前一些含铝工业产品的生产要求时被闲置，价格低廉，如果能够利用这些廉价的低品位铝矾土煅烧出性能优良的水泥熟料产品，则具有巨大的市场应用潜力和经济价值云燕低碱度硫铝酸盐水泥。

1.1工业试验原料及化学成分

河南行是我国铝土矿资源储量的第二大省，据调查全省保有储量为6.87亿t，其中有1.8亿t为铝硅比在4.0以下的低品位铝矾土。本文工业试验使用的两种低品位铝矾土铝硅比在2.0以下，取自建文公司邻近的铝土矿区。图1是低品位铝矾土的外观，由于品位低，这种铝硅比低于2.0的铝矾土，目前几乎没有工业产品在生产中可以应用，堆存在各个矿区，成为一种工业固体废渣。

工业试验使用的两种低品位铝矾土，采取的矿区不同，化学组成有一定的差异，根据这一差异，设计了两种试验配料方案，两种方案的熟料矿物组成和易烧性也有些区别，对工业试验的结果有一定的影响。两种低品位铝矾土以及其他配料物料的具体成分见表1.

1.2工业试验方案及熟料矿物设计

利用表1中的原料设计的两种工业试验配料方案见表2。第一次工业试验使用的铝质原料为低品位铝矾土1，第二次工业试验使用的铝质原料为低品位铝矾土2，两次工业试验方案熟料矿物组成的主要差别是，第二次工业试验熟料中铁相固溶体C4AF的含量相对较高，对熟料易烧性的改善具有一定促进作用。

建文公司主要生产硫铝酸盐水泥(熟料产量500t/d)以及各种特种工程材料，拥有一条自动化程序较高的特种水泥熟料烧成系统，烧成系统设备情况见表3，窑系统和中央控制室如图2所示。系统和设备条件完全可以保证工业试验的顺利进行。

3.1第一次工业试验

第一次工业试验于2016年5月26-29日进行，利用700t低品位铝矾土1共磨制了约2000t的生料，煅烧熟料约1500t贵州硫铝水泥。

3.1.1第一次工业试验现场操作及结果分析

投料初期，按厂方已经习惯的硫铝酸盐水泥熟料操作参数进行控制，由于喂料量较低，窑物料料层较薄，窑前温度偏高，形成了薄料急烧的工况，煅烧的熟料外观偏黑，而中心仍然是黄心料，如图3(a)所示。根据以前的工业试验经验，这种“包心”熟料中存在着大量的过渡矿物，熟料煅烧不充分而且升重偏大，超过1200g/L，因此需要对窑的操作进行适当的改变。

经过分析讨论，决定在这种投料量偏低的情况下，降低窑速及窑头温度，采取“小火慢烧”的方案来进行煅烧，在保持喂料量不变的情况下，将窑的转速相应降低，喂煤量也相应适当地降低，高温风机及尾排风机拉风保持不变，确保窑内处于氧化气氛。通过采取这些措施，出窑熟料的煅烧情况逐渐得到改善，窑系统的运行也达到比较稳定的状态。出窑熟料结粒良好，颗粒大小比较均齐，煅烧充分，内外颜色趋于一致，升重约为950〜1000g/L,根据以往煅烧经验，熟料的烧成状态良好，如图3(b)所示。保持熟料烧成状态良好的情况下，逐渐开始增加窑的喂料量，喂煤量也根据窑内煅烧温度的需要逐渐增加，控制窑内料层在一定厚度将窑的转速逐渐增大，当生料喂料量达到28t/h时，窑内熟料的煅烧工艺参数能够控制在一个相对平衡的状态，以后的试验都基本维持在这一运行状态，连续运行3d左右的时间。熟料台时产量约20t/h,日产量480t/d，喂煤量约为2.2t/h，煤的热值约26MJ/kg，熟料热耗约为2897kJ/kg，和生产硫铝酸盐水泥熟料相比热耗降低10%以上。在高产量运行状态下，熟料的结粒情况有所变差，粉状物料和细颗粒物料含量增大，如图4(a)所示，工业试验煅烧的高性能贝利特硫铝酸盐水泥熟料在堆棚中单独堆存，如图4(b)所示。3.1.2第一次工业试验熟料矿物形成情况和性能分析

利用XRD对第一次工业试验煅烧的水泥熟料的矿物形成情况进行了详细分析(见图5)，可以看出，第一次工业试验熟料的矿物形成情况基本良好，过渡矿物C2AS(钙铝黄长石)数量很少，C4A3S矿物形成的数量和理想值接近，C2AS中出现了一定数量的a'形态矿物，但含量相对试验室熟料相对较低，有待通过技术改进进一步提高含量。

将利用低品位铝矾土进行的第一次工业化煅烧的新型水泥熟料磨细，进行标准稠度水量、凝结时间和强度的测定，结果见表4

从表4可以看出，利用低品位铝矾土1进行的第一次工业试验，熟料的性能达到一定的水平，3d抗压强度达到40MPa左右，28d抗压强度达到45-50MPa，但是和理想值(试验室结果)还是有些差距，熟料后期强度增进率较低，主要与熟料中形成的a'形态的C2S含量偏少和熟料中存在少量过滤矿物C2AS有关。

3.2第二次工业试验

第二次工业试验于2016年9月20〜23日进行，以含铁量较高的低品位铝矾土2配料，共煅烧生料约2200t，得到熟料1700t。试验目的主要是考察在铝质原料的成分发生变化后，熟料中铁相同溶体的含量增加和易烧性的改变，在工业化条件下对熟料质量的影响情况。

3.2.1第二次工业试验现场操作及结果分析

根据第一次工业试验经验，先按照低产量、低窑速的方式煅烧，保证物料在高温煅烧带有较长的停留时间，使熟料中的过渡矿物能够完全消除，保证熟料处于烧成状态。然后在熟料结粒良好，内外颜色一致，升重约为980〜1000g/L的情况下，逐渐提高窑速和生料喂料量，直至窑的煅烧工艺参数趋于稳定。由于熟料矿物组成中，铁相固溶体含量的增加，熟料的易烧性得到明显改善，物料在高温煅烧带液相含量适当增加，使得熟料在工业化煅烧中的烧结温度范变宽，熟料煅烧的工艺参数相比第一次工业试验更容易控制。稳定运行后，窑的生料喂料量在26.2t/h左右，窑的熟料产虽约为449t/d，喂煤量约2.13t/h，熟料热耗约2955kJ/kg，和生产硫铝酸盐水泥熟料相比降低约10%。由于熟料中铁元素含量的增加，第二次工业试验熟料的颜色相对第一次工业试验较深，结粒相对第一次工业试验熟料更大(如图6所示)。

利用XRD对第二次工业试验煅烧的水泥熟料的矿物形成情况进行了分析(见图7)，可以看出，第二次工业试验熟料的矿物形成情况和第一次工业试验相比有一定改善，过渡矿物C2AS(钙铝黄长石)的衍射峰完全消失，说明熟料煅烧更为充分。C4A3S矿物形成情况和第一次工业试验相差不大，形成情况良好，C2S矿物的形成则和第一次工业试验有些区別，a'形态C2S含量明显增加，a'形态C2S对于熟料后期强度的发展具有一定的促进作用，因此熟料C2S矿物的形成相对第一次工业试验有一定程度的改善。

第二次工业试验熟料的性能见表5。从表5可以看出，利用低品位铝矾土2进行的第二次工业试验，熟料的性能相对第一次工业试验有一定的提升，3d抗压强度达到44〜48MPa左右，28d抗压强度达到54〜58MPa左右，和理想值(试验室结果)很接近，可以达到52.5等级水泥的要求，结果令人满意，熟料性能改善的主要原因是熟料矿物中a'形态C2S含量明显增加所致贵阳硫铝水泥销售厂家。

1)利用低品位铝矾土代替高铝粉煤灰作为铝质原料煅烧高件能贝利特硫铝酸盐水泥熟料是可行的，操作工艺参数易于控制，生产系统运行稳定。

2)工业化煅烧高性能贝利特硫铝酸盐水泥熟料，适应相对较慢的窑速，尽可能使物料在高温煅烧带停留较长的时间，以适应主要以固相反应为主的熟料烧成条件。

3)熟料矿物中铁相固溶体含量的增加，能够增加熟料在高温反应时的液相含量，提高熟料的烧结温度范围，改善熟料的烧成质量。

4)利用廉价的低品位铝矾土可以煅烧出接近硫铝酸盐水泥熟料性能、早期性能超过普通硅酸盐水泥熟料的高性能贝利特硫铝酸盐水泥熟料，经济效益显著，市场应用前景广阔。