生產(chǎn)工藝 硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程可分為生料制備、熟料煅燒、水泥制成(粉磨)和包裝等過程。

1.生料制備 包括從原料破碎開始至成分調配到合乎要求的生料過程。生料制備有干法和濕法兩種方法。在干法制備過程中,石灰石等大塊硬質原料，按傳統(tǒng)工藝是先經(jīng)過一次破碎至大小在100mm左右的塊料,或再經(jīng)第二次破碎至小于25mm的塊料(近年來已發(fā)展一次即破碎至小于25mm的塊料工藝)。粘土等含水原料則應經(jīng)烘干再與石灰石、鐵礦石等按比例送入磨機內，研磨成細的生料粉，輸入攪拌庫，在庫中用壓縮空氣攪拌,并調整成分至合格的生料粉。濕法制備生料過程與干法的主要區(qū)別，在于粘土是先用水淘洗成泥漿，與石灰石和鐵礦石共同研磨至含水分約為35％的生料漿。干法制備生料的主要優(yōu)點是在煅燒水泥熟料時的熱耗比濕法低,每千克熟料的熱耗只需要3.6～4.6MJ，而濕法需要 5.2～6.3MJ。但濕法制備的生料成分較易均勻。一些先進干法生產(chǎn)水泥廠，近年來采用原料預均化和生料成分自動控制等措施，以保證生料粉成分的均勻。

生料的研磨在不同類型的磨機中進行，主要有球磨、管磨、立式磨和烘干與研磨同時進行的中間卸料磨等。為節(jié)約研磨過程的電能、提高磨機效率，生產(chǎn)中常采用閉路(圈流)式粉磨，即將出磨機物料先經(jīng)過一個顆粒分級設備——選粉機，選出細顆粒部分作為產(chǎn)品，粗顆粒部分返回磨機內繼續(xù)研磨。閉路系統(tǒng)粉磨比開路粉磨(不經(jīng)過選粉機分級)的產(chǎn)量約可提高15％～25％，并減少了過粉碎現(xiàn)象。缺點是設備投資大、操作和管理較復雜。近年來，又采用一種新型的帶選粉機的立式輥輪磨,將破碎、研磨、干燥和分級在同一個裝置內完成。目前,最大的立式磨每小時產(chǎn)量可達400t。

2.熟料煅燒 已制備好的生料在不同型式的窯內煅燒成水泥熟料。一般生料粉或生料漿在回轉窯內煅燒，中國大多數(shù)小型水泥廠均采用立窯煅燒，用立窯煅燒時生料粉中混入需要的煤粉，并加適量水混合制成直徑為10～30mm的生料球。立窯煅燒的水泥熟料質量略差，但煅燒溫度低，耗煤量較小。為了節(jié)約能耗、提高回轉窯的生產(chǎn)能力，自70年代開始發(fā)展了窯尾帶預熱器和分解爐的窯外分解技術。

水泥生料在窯內受熱過程中發(fā)生一系列物理和化學變化，如游離水的蒸發(fā)、粘土脫去結晶水、碳酸鈣分解成氧化鈣。后者與粘土中的氧化硅和氧化鋁及鐵礦石間發(fā)生固相反應生成化合物，它們的存在形式主要有四種，即硅酸三鈣(3CaO·SiO2，簡寫C3S)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2，簡寫C2S),鋁酸三鈣(3CaO·AI2O3，簡寫C2A)和鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3,簡寫C4AF)。還有少量未化合的氧化鈣和方鎂石 (MgO)。有時還有硫酸鹽、鈦酸鹽等,但數(shù)量更少。由于熟料中還含有其他氧化物,上述各化合物并不是以純的狀態(tài)存在，往往固溶有其他各種氧化物。故又將它們按照礦物相(即晶相)來命名，如硅酸三鈣稱阿利特，它在熟料中占50％以上；硅酸二鈣稱貝利特,約含有25％；鋁酸三鈣為鋁酸鹽;鐵鋁四鈣稱才利特。從反光顯微鏡下觀察到的水泥熟料結構可見到六方晶體是阿利特,圓粒晶體是貝利特。晶體間的物質系由于物料在1450℃左右溫度下有約30％熔融經(jīng)冷卻后形成，稱中間相，其中亮的部分是才利特,又稱白色中間相(即無定形的非晶相),暗色的是鋁酸鹽,又稱黑色中間相。水泥熟料化學成分(％)有一定范圍要求，氧化鈣62～67，氧化硅20～24，氧化鋁4～7，氧化鐵3～5。

3.水泥制成和包裝 從窯內出來的水泥熟料經(jīng)冷卻后加入適量石膏(控制水泥中SO3≤3.5％)，在磨機內研細，制成硅酸鹽水泥。水泥研磨的細度對水泥質量影響較大，提高細度，可提高水泥的強度，但相應的電耗也增大。細度一般控制在0.08mm方孔篩上的篩余量不大于10％,或者比表面積在3000cm2/g左右。水泥研磨過程中的粉塵較大，因此在設備進出口、輸送過程及包裝處均應安裝收塵設備，如沉降室、旋風收塵器、袋收塵器等。一些先進的工廠中均裝有電除塵器。在中國還利用含K2O高的粘土或鉀長石代替粘土原料，在煅燒過程中使氧化物揮發(fā)至塵埃中，收集含K2O較高的粉塵,可以作鉀肥使用。水泥粉常用紙袋包裝，但近年來已大量改用散裝船、散裝車輸送，提高了裝運效率，降低了成本。

用途 廣泛用于民用和工業(yè)用的建筑工程，例如油田和氣田的固井、水利工程中的大體積壩體、軍事?lián)屝薰こ?還可用于作耐酸、耐火材料,坑道中噴射封頂以代替坑木。水泥還可以代替木材和鋼材用于多種場合，如電線桿、鐵路枕軌、輸油和輸汽管道、貯原油和貯氣罐等。