利用石灰石生产水泥的过程主要分为原料处理、高温煅烧和粉磨三个阶段，其核心是通过化学反应生成具有水硬性的硅酸盐矿物。以下是具体步骤及化学原理：
1. 生产流程
（1）原料制备
- 原料配比：石灰石（主要成分为CaCO?，含量约80%）与黏土（提供SiO?、Al?O?和Fe?O?）按比例混合，必要时加入铁矿石或砂岩调整成分。
- 破碎与均化：原料经破碎、研磨成生料粉，并通过预均化处理确保成分均匀。
（2）高温煅烧（核心阶段）
- 预热与预分解：生料进入预热器，利用窑尾废气预热至800°C，碳酸钙部分分解（预分解技术可降低能耗）。
- 回转窑煅烧：
2. 化学原理
水泥硬化的核心是熟料矿物与水反应生成水化产物：
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- 硅酸二钙（C?S）：贡献后期强度，反应较慢。
- 铝酸三钙（C?A）：水化最快，需石膏抑制过快凝结。
- 铁铝酸四钙（C?AF）：提高抗化学侵蚀能力。
3. 关键参数
- 石灰饱和系数（LSF）：控制CaO含量以确保充分反应。
- 煅烧温度：需达到1450°C以上以形成C?S。
- 冷却速率：急冷可防止C?S分解为C?S和游离CaO。
总结
水泥生产本质是通过高温煅烧使石灰石中的CaCO?转化为活性CaO，并与硅、铝、铁氧化物反应生成水硬性矿物。现代工艺（如新型干法窑）通过预分解技术显著降低了能耗和碳排放。
