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                水泥助磨劑研究概論
                http://www.ddtm.tw 2015-02-28 16:04:28

                水泥助磨劑的定義

                  在水泥粉磨過程中為了改善水泥粉磨、提高生產效率而摻入的起助磨作用而又不損害水泥性能的工藝外加劑稱為助磨劑。

                助磨劑的組成與理論

                  助磨劑按使用時的狀態分,可以分為:固體、液體和氣體助磨劑。固體助磨劑有:硬脂酸鹽類、膠體二氧化硅、膠體石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等;液體助磨劑有:有機硅、三乙醇胺、乙二醇;丙二醇、聚丙烯酸脂、聚羧酸鹽等;氣體助磨劑有:蒸氣狀的極性物質(丙酮、硝基甲烷、甲醇、水蒸氣),以及非極性物質(四氯化碳)等。按化學結構助磨劑可以分為三類:聚合無機鹽、聚合有機鹽及復合化合物。在國外助磨劑的應用十分普遍,95%的水泥磨機都使用助磨劑。在國內有些水泥廠,以前也使用過助磨劑,如:三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、石油酸鈉皂等一類化工廠下腳料,但由于來源短缺、價格增漲,漸漸停用。 
                  1998年國內一家公司首先與國外一家助磨劑公司合資,在中國首家生產CD-88系列水泥分散(助磨)劑,并且通過了中國建材研究院技術鑒定。市場反應極好,銷售態勢見好,近年來,國外多家公司進入了中國市場,國內各地助磨劑廠也紛紛興起,為助磨劑的應用,又開創了一個更新的局面。 
                  添加助磨劑的目的是為了改善物料的易磨性,減輕顆粒之間的粘聚結團作用,消除微細顆粒糊球糊襯板現象,提高磨機內物料的流動性,從而實現球磨機節能高產的目標。因此,關于助磨劑的作用原理主要有三種理論:

                  1、強度學說:助磨劑隨物料加入磨內后,首先吸附在被磨固體物料的表面,降低其表面能。助磨劑分子吸附在固體物料的裂紋內壁上,進一步進入到裂紋的表面,隨著裂紋的形成和不斷擴展,起到“楔子”作用,不僅阻止裂紋閉合,而且促使裂紋的擴大,加速斷開的產生,在粉磨的中后期,助磨劑主要起分散作用,延緩或減輕細物料的凝聚。

                  2、 分散學說:助磨劑能在物料表面產生選擇性吸附和電性中和,消除靜電效應,減小微細的、顆粒聚集的能力和機會,從而減少磨內粘球和糊襯板的現象,提高細粉物料的分散度,提高機械能的利用率,因而可提高磨機的粉磨效率。

                  3、襯墊學說:助磨劑能消除或大大減少鋼球和磨機內壁上粘附細粉所產生的襯墊,增強鋼球對物料的撞擊力,破壞磨機內部的吸引熱力、化學力和機械力。

                助磨劑的主要作用

                  1、 在磨機狀況不改變的條件下,可提高磨機產量幅度10-30%,同時可有效減少過粉磨現象,優化水泥顆粒級配;

                  2、 維持原磨機產量不變或小幅度增產的條件下,提高水泥粉磨細度及比表面積,使水泥強度提高3-5Mpa;

                  3、 可改善磨內物料的分散性,有效消除水泥微細顆粒的靜電吸附和包球糊磨現象;

                  4、 改善水泥的流動性,提高輸送設備的效率。

                分散(助磨)劑在粉磨過程中所起的具體作用:

                  1、球磨機中粉磨介質、襯板由于互相碰擊和磨擦而帶電,以至顆粒粘附在其上,產生襯墊包球現象。加入助磨劑后,可以中和介質和襯板表面上的電荷,防止顆粒的粘附,因此,介質和襯板的表面都很光亮,避免了襯墊包球現象,從而促進粉碎的進行,使粉碎效率提高。

                  2、顆粒表面吸附有助磨劑可使粉體的流動性提高。流動性的提高避免了顆粒的過粉磨,從而提高了粉磨效率,這時水泥中(3-32um)顆粒級的數量增加,使顆粒粒徑分布變窄,有利于水泥強度的提高。助磨劑在開路磨中能降低水泥的篩余細度,減少過粉現象;而在閉路磨系統中,因細度由選粉機確定則僅顯著增加產量,助磨劑主要使(3-32um)顆粒的含量增加10-20%。

                  3、使用分散(助磨)劑可以促進水泥顆粒球形化,提高水泥顆粒圓度系數。

                水泥助磨劑的應用

                  我國新頒布的水泥國家標準,GBl75—1999、GBl344—1999、GBl2958—1999都明確規定:“水泥粉磨時允許加入助磨劑,其加入量不得超過水泥質量的1%,助磨劑須符合JC/T667的規定。”這個規定強調了兩個層面:一是水泥粉磨時允許加入助磨劑;二是加助磨劑不能以犧牲水泥性能和混凝土耐久性為代價,這是一個最基本的原則。現代混凝土生產工藝對水泥的顆粒分布情況、堿和氯離子含量、石膏品種及狀態、熟料礦物組成等問題都十分敏感。如何很好地解決這些問題,使水泥生產既能低成本運行,又能使出廠水泥具有良好的使用性能,這是每一個水泥企業必須認真對待的問題。除了加強對每一個生產工藝環節嚴格管理之外,在選用助磨劑時應該注意以下事項。

                  1 水泥助磨劑必須符合國家建材行業標準要求

                  2 考慮入磨物料性質,進行小磨比較試驗

                  3 使用助磨劑后注意粉磨工藝參數調整

                  4 重視出廠水泥的混凝土試驗

                使用助磨劑經濟效益分析

                  使用水泥助磨劑后,在不增加任何設備投資前提下,產量有較大幅度的提高,增幅約10-30%;在保持磨機產量基本不變的條件下,水泥細度控制指標可下調2-4%篩余,相應混合材摻入量增加3-6%。產量的提高給水泥企業帶來的直接經濟效益是:單產水泥的電耗、研磨體消耗量、磨機襯板消耗量、維修費用相應下降、生產率提高,企業生產規模擴大,成本下降。同時,助磨劑的使用可增加水泥的流動性能,從而提高選粉機的效率,減少水泥結庫現象,水泥裝卸時間和費用均相應下降。因此,使用水泥助磨劑,帶來的效益是多方面的。特別是ISO標準的實施,對水泥細度的要求越來越高,水泥助磨劑是解決水泥細度問題非常直接和有效的方法。

                助磨劑產品在水泥生產中的使用方案

                  水泥采用新標準后,提高水泥ISO強度是企業目前技術工作的核心任務。專家們的研究表明,新標準中,細度與強度是企業目前技術工作的核心任務。專家們的研究表明,新標準中,細度與強度的關系更敏感,提高細度,ISO強度有較大的提高。因此,許多水泥廠開始采用較細控制指標生產水泥,但由此帶來下列問題:

                 (1)提高細度,產量大幅度下降,電耗上長升,水泥磨產量小于窯產量。

                 (2)磨況惡化,水泥過粉磨現象嚴重,水泥雖細但ISO強度提高受到影響。

                但使用助磨劑后:

                 (1)提高細度,增加ISO強度,但產量可不下降或少下降;

                 (2)細度不變,實現大幅度增產,降低電耗。

                根據目前水泥生產企業的現狀,按銷售旺、淡季節,以及窯、磨產量匹配情況和粉磨站的特點有三種使用助磨劑的方案,水泥企業在一年中不同的市場行情下靈活安排生產。方案如下:

                方案一:

                  背景 銷售旺季、工廠熟料充足,磨機產量不足。

                  方案 添加助磨劑,在保證水泥細度不變(比表面積不變、篩余略低)的條件下,大幅度提高水泥磨臺時產量(10-30%)

                  效果 增加水泥產量10-30%,同時降低噸水泥成本。

                方案二:

                  背景 銷售旺季、熟料量不足,且熟料量與磨機產量基本平衡。

                  方案 添加助磨劑,在提高水泥細度(比表面積增加25㎡/kg、篩余降低(0.5-1.5%)的前提下,增加2-4%的混合材,且小幅度增加水泥產量5-8%

                  效果 增加水泥產量5%,同時降低噸水泥成本。

                方案三:

                  背景 銷售淡季,生產能力大于銷量

                  方案 添加助磨劑,在大幅度提高水泥細度(比表面積增加25㎡/kg、篩余降低0.5-1.5%以上)的前提下,增加6-8%的混合材

                  效果 多摻混合材以此降低水泥成本。

                結論

                  助磨劑應用技術已經給許多水泥企業帶來明顯的經濟效益。只要我們正確選擇和使用適合于本企業實際情況和生產條件的合格助磨劑產品,認真執行國家標準和建材行業標準,嚴格控制出廠水泥質量及其使用性能,就一定能取得球磨機優質、節能、高產的效果,以此給各水泥企業帶來更好的經濟效益和社會效益。

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