| 【摘要】试验研究了以无机物与有机物复合制取水泥助磨剂，水泥助磨剂对水泥强度、粉磨效率和水泥性能的影响。试验及应用结果表明该助磨剂适用于立窑和回转窑水泥熟料，能降低熟料用量、增加混合材的用量，显著提高水泥厂的经济效益。 关键词：水泥助磨剂，助磨机理，降低成本 在水泥粉磨过程中掺入少量水泥助磨剂，是降低磨机电耗，提高粉磨效率，增加产量的有效途径之一。近年来，关于助磨剂的研究已经引起业内的广泛关注。本文旨在介绍一种高效、能较广泛适用于水泥生产的水泥助磨剂。 目前，关于助磨剂的作用机理主要有三种理论，即：Rebinder的强度削弱理论，Marduher的颗粒分散理论和现代学者提出的薄膜理论。助磨剂使用的核心目的是：一、在保证水泥强度不下降前提下，降低熟料用量，激发混合材的活性，从而降低水泥成本。二、屏蔽小颗粒之间的黏附力和积聚力，起到分散物料的作用，使物料不易黏附于研磨体、隔离板等，从而提高粉磨效率，避免过粉碎现象，使物料粒度趋向均匀，以改善水泥的物理性能，节能降耗。 物料在粉磨过程中，由于化学键被破坏，物料颗粒表面存在断键，有机物极性助磨剂复合无机非极性助磨剂，可以吸附于物料颗粒表面或物料颗粒裂缝表面，使物料颗粒的表面张力降低，使表面层易磨，避免了物料颗粒吸引结成团块，改善水泥的流动性；另外，避免或减少了在料球粉磨过程中使物料颗粒的表面断键重新连接。 本文基于上述理论，研究了以有机物为主，复合无机物，制取一种复合高效水泥助磨剂，该助磨剂颜色为深棕色液体，也可以粉煤灰为载体制成粉剂。应用表明：该助磨剂具有非常理想的增强和助磨效果，可以大幅降低水泥成本。 1、试验 1.1主要原料 熟料采用立窑熟料和回转窑熟料，其化学组成见表1。助磨剂是我公司自发研制的TB-Ⅳ型助磨剂，该助磨剂是由2种有机表面活性剂和2种无机表面活性剂按一定比例复合而成（本试验采用粉剂）；矿渣的质量分数为2.76；沸石的质量分数为1.64；石膏（SO3含量约为35％）。 1.2主要设备及仪器 试验采用Φ500mm×500mm磨机。细度及水泥性能等测试按现行标准的方法、仪器和设备进行。 1.3试验方法 将熟料、矿渣、沸石、石膏等原料经破碎后，取0.6～3mm的物料，物料组成按一定比例（见表2），混合均化，每组取料5 kg，在试验磨机中粉磨25 min，试验过程中磨机钢球的填充量和级配保持不变。 表1 材料 编号 熟料（％） 矿渣（％） 沸石（％） 石膏（％） 助磨剂（％） 1 96（立） 0 0 4 0 2 96（回） 0 0 4 0 3 75（立） 16 5 4 0 4 75（回） 16 5 4 0 5 63（立） 24 8 4 1 6 63（回） 24 8 4 1 2、试验结果 通过以上试验，得到如下数据： 表2 项目 编号 细度 凝结时间 安定性 抗折强度（MPa） 抗压强度（MPa） SO3(%) 初凝 终凝 3d 28d 3d 28d 1 3.1 3:16 5:24 合格 5.6 8.4 29.8 50.4 3.7 2 3.0 3:10 5:15 合格 5.8 9.0 30.7 52.6 3.6 3 3.0 3:05 5:05 合格 5.2 8.2 21.4 43.2 2.9 4 2.9 2:56 4:50 合格 5.4 8.9 22.2 44.6 2.7 5 2.4 2:12 3:49 合格 5.8 9.2 23.6 45.8 2.8 6 2.3 2:06 3:35 合格 5.9 9.3 24.2 46.4 2.6 从表2我们可以看到，在降低了一定的熟料，增加了混合材后水泥的强度亦有所提高。由此可见：TB-Ⅳ型助磨剂对混合材的活性具有一定的激发效果。 3、在生产中的应用 本助磨剂在生产中以生产32.5级水泥为例，其试验数据见表3。 表3 磨机规格/m 助磨剂(%) 台时产量 (t/h) 细度 强度（抗折/抗压） 凝结时间（h:min） 3d(MPa) 28d(MPa) 初凝 终凝 Φ2.2×6.5 （立窑熟料） 0 12.5 2.6 4.5/15.6 8.0/37.5 3:15 5:20 1 13.8 2.6 6.0/19.2 9.0/43.2 2:20 3:50 Φ3.0×11 （回转窑熟料） 0 36 3.0 5.5/17.4 8.9/39.1 3:10 5:10 1 40 3.0 6.5/20.6 9.5/45.3 2:10 3:43 由表3可知，在保持水泥细度相同的条件下，磨机台时产量提高了10％左右，因此单位电耗也相应的下降，早期强度和后期强度也有明显提高。 4、效益分析 以年产20万吨水泥为例，掺入本品1.0%后，其成本节省计算如下（熟料价格按200元/吨、混合材价格按35元/吨计算）： 减少熟料用量12%，增加混合材掺量11% 每吨成本节省=水泥熟料单价×12%—混合材单价×11%—助磨剂单价×1%=200×12%—35×11%—1000×1%=10.15元/吨 全年成本节省=20万吨×10.15元/吨=203万元 通过以上分析我们可以看出，一家年产20万吨水泥厂在使用本助磨剂后，每年可以节省成本200万元左右，而这还不计算因台时提高单位电耗下降的部分，其经济效益可以说相当可观。 5、结论 通过以上试验及应用表明：本助磨剂对水泥的强度、粉磨效率都有所提高，适用于立窑和回转窑熟料。因本助磨剂可以降低水泥熟料用量，增加混合材用量，提高的水泥磨机的台时产量，降低了电耗，从而使水泥成本有了大幅的降低。又因混合材的用量增加，又起到了利废环保的作用。 参考文献： [1]王玉平，张天石，童光庆．复合助磨剂试验研究，[J]．水泥，2002，(8)：8-10 [2]张庆祥,蒋永波，黄曙．助磨剂原理及应用(一)[J]．新世纪水泥导报,2002,(1)：10—14． [3]张庆祥，蒋永波，黄曙．助磨剂原理及应用(二)[J]．新世纪水泥导报,2002，(2)：21-24． [4]SP Sivkov，et a1．Organo-mineral filler or cement proceeding of the 10th International Congress on the Chemistry of Cement[J]．Gothenburg Sweden，1997，(2)：20． |
