水泥助磨劑在水泥低活性混合材中的應(yīng)用研究

聊城昶盛新材料有限公司  技術(shù)部

一、前言

最近幾年來，水泥助磨劑的研究及應(yīng)用得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其發(fā)展速度之快是有目共睹的，技術(shù)創(chuàng)新水平達(dá)到了較高的層面，技術(shù)成熟度也有了大幅度的提高。目前，國內(nèi)水泥企業(yè)使用水泥助磨劑的比例已經(jīng)達(dá)到了90%左右，并且顯現(xiàn)出巨大的誘人魅力，在水泥生產(chǎn)過程中，充當(dāng)著節(jié)能減排，降低生產(chǎn)成本，改善優(yōu)化水泥性能等無可替代的重要角色，被廣大的水泥生產(chǎn)企業(yè)所接受和容納，水泥生產(chǎn)企業(yè)越來越重視水泥助磨劑的應(yīng)用，因而，水泥助磨劑的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。

筆者結(jié)合研發(fā)經(jīng)驗和水泥助磨劑在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用，針對水泥助磨劑在水泥低活性混合材中的應(yīng)用，談?wù)勛约旱囊稽c見解，為拓展水泥助磨劑的應(yīng)用使用范圍，充分發(fā)揮其節(jié)能減排的作用做更大的貢獻(xiàn)！

二、科學(xué)創(chuàng)新、辯證適治、謀求發(fā)展、拓寬領(lǐng)域、節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、重現(xiàn)輝煌

水泥助磨劑在水泥活性混合材，如礦渣（粉）、石灰石、粉煤灰等中的使用已經(jīng)得心應(yīng)手，并且發(fā)揮出了優(yōu)良的作用。目前，對于水泥低活性混合材中的應(yīng)用，還處于瓶頸狀態(tài)，往往一些水泥助磨劑廠家，遇到低活性混合材就束手無策，助磨劑在這方面也失去了它原有的雄風(fēng)，而起不到良好的增強(qiáng)作用，也達(dá)不到降低成本的作用，助磨劑廠家不得不放棄這樣的水泥生產(chǎn)企業(yè)。水泥生產(chǎn)企業(yè)埋怨水泥助磨劑效果不佳，供需雙方都表現(xiàn)出很無辜和無奈，縮小了水泥助磨劑的應(yīng)用空間。

我們在水泥助磨劑具體應(yīng)用中，同樣也遇到了上述問題，如江西贛*水泥廠、江西萬*水泥有限公司等，就屬于這種情況，他們用的混合材是當(dāng)?shù)卮善�、瓷磚等的碎片（瓷片）和當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的玄武巖。

江西贛*水泥廠粉磨系統(tǒng)為圈流磨，磨機(jī)規(guī)格：Φ3.5*13米，臺時產(chǎn)量70噸，入磨水分：夏季2—3%，秋冬季5%，入磨水分大，所用混合材為瓷片，其化學(xué)全分析見表一：

表一瓷片化學(xué)成分全分析

由表一可以看出，瓷片為惰性材料，基本沒有活性，在水泥中只能充當(dāng)填充物的作用。加入助磨劑后，無論是助磨效果還是增強(qiáng)都不明顯。曾經(jīng)有十幾家水泥助磨劑廠家在該廠做過工業(yè)實驗，均以失敗而告終，河南*水泥助磨劑廠家，在原有物料配比的基礎(chǔ)上，摻加0.03%水泥助磨劑后，產(chǎn)量、細(xì)度均沒有變化，32.5級水泥，三天抗壓強(qiáng)度比不加助磨劑提高了1.3兆帕，28天提高了2.0兆帕。

我們針對該廠物料入磨水分高，水泥混合材低活性的問題，到企業(yè)親自走訪調(diào)查，充分了解粉磨工藝設(shè)備，物料的化學(xué)成份等一系列的情況后，取回原材物料，總結(jié)前者失敗的經(jīng)驗教訓(xùn)，組織科研人員，集思廣益、博采眾長、因材適宜、辯證適治，研制出了適應(yīng)該廠粉磨系統(tǒng)和物料特點的水泥助磨劑配方。運用科學(xué)的小磨實驗方案，在公司實驗室進(jìn)行了小磨試驗，粉磨時間：30分鐘，空白樣為不加助磨劑物料5千克，對比樣為加入新研制助磨劑1.5克的5千克物料，用Φ500*500小磨分別粉磨30分鐘。其細(xì)度、比表面積、3天、28天抗折、抗壓強(qiáng)度見表二：

表二、小磨試驗檢測結(jié)果（32.5）

通過小磨實驗，可以看出，該配方具有良好的助磨效果，優(yōu)良的增強(qiáng)、改善水泥性能的作用，水泥的3-32微米顆粒明顯增多，水泥顆粒級配更加合理和優(yōu)化。3天抗折強(qiáng)度與不加助磨劑相比（下同）提高了0.2兆帕，28天提高了0.6兆帕。3天抗壓強(qiáng)度提高了3.6兆帕，28天強(qiáng)度提高了4.1兆帕。由此可見，水泥助磨劑性能凸顯出了良好的狀態(tài)，為下一步工業(yè)試驗打下了堅實的基礎(chǔ)。

有了小磨試驗良好的基礎(chǔ)，我們在該水泥企業(yè)進(jìn)行了32.5和42.5級水泥工業(yè)試驗，制定了科學(xué)的工業(yè)試驗方案，針對入磨水分5.1%的棘手問題，臺時產(chǎn)量提升幅度：32.5級水泥控制在5%以內(nèi)，42.5級水泥控制在10%以內(nèi)，以確保水泥品質(zhì)。降低熟料用量5%，同時，增加混合材用量5%，

試驗過程：00:00—8:00期間，不加助磨劑，不降熟料，不增加混合材，粉磨空白樣。8:00開始按照0.03%摻量加入水泥助磨劑，8:00—10:00為洗磨階段，10:00—16:00為對比樣粉磨階段，降低熟料用量5%，同時，增加混合材（瓷片）用量5%。其細(xì)度、比表面積、臺時產(chǎn)量、3天、28天抗折抗壓強(qiáng)度見表三：

表三、工業(yè)試驗檢測結(jié)果

上述工業(yè)試驗表明，加入水泥助磨劑后，32.5級水泥臺時產(chǎn)量由69.7噸，提高到了72.7噸，提高了3噸，提高了4.3%，3天抗壓強(qiáng)度在降低熟料5%，增加混合材瓷片5%的情況下，增加了0.9兆帕，28天抗壓強(qiáng)度增加了1.6兆帕。42.5級水泥臺時產(chǎn)量由72噸，提高到了77噸，提高了5噸，提高了7%，3天抗壓強(qiáng)度增加了1.4兆帕，28天抗壓強(qiáng)度提高了1,3兆帕。

由此可見，水泥助磨劑在水泥低活性混合材中，發(fā)揮出了良好的效果。按該水泥企業(yè)年產(chǎn)60萬噸的生產(chǎn)能力計算，每年可降低熟料用量：3萬噸，增加混合材瓷片用量：3萬噸，可減少熟料投入：30000噸*180元=540萬元，扣除由于混合材投入的費用：30000噸*30元=90萬元和水泥助磨劑144萬元后，該水泥企業(yè)年減少支出：540萬元-90萬元-144萬元=306萬元。

節(jié)約熟料用量3萬噸，減少了碳排放，節(jié)約了能源，增加了混合材瓷片的用量，減少了廢棄物的排放，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，同時，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，彰顯出了節(jié)能減排的巨大魅力，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

江西萬*水泥有限公司粉磨系統(tǒng)為開路磨，磨機(jī)型號：Φ3.2*13米，所用混合材為玄武巖，其化學(xué)成分分析見表四：

表四、玄武巖化學(xué)成分全分析

由表四可以看出，SiO2含量很高，CaO含量很低，屬于易磨性差、低活性混合材料。

用這個水泥企業(yè)的熟料混合材，按照生產(chǎn)實際物料配比配制五公斤物料，在我公司Φ500*500小磨做小磨試驗，空白樣不加助磨劑，對比樣加我公司助磨劑，粉磨30分鐘后，細(xì)度、比表面積、3天、28天抗折、抗壓強(qiáng)度見表五：

表五：江西萬*水泥有限公司小磨實驗檢測結(jié)果

由小磨試驗檢測結(jié)果可以看出，我們的水泥助磨劑在易磨性差、低活性混合材料上的應(yīng)用，無論是助磨效果還是抗壓強(qiáng)度上，都表現(xiàn)出了很好的性能和達(dá)到了優(yōu)良的增強(qiáng)效果。3天抗壓強(qiáng)度增加了4.2兆帕，28天強(qiáng)度增加了5.4兆帕。

玄武巖為典型的低活性混合材料，并且易磨性差，有能夠適應(yīng)它的助磨劑，對于這種廉價材料的應(yīng)用，起到推波助瀾的作用，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

中煤集團(tuán)山西**水泥有限公司，粉磨系統(tǒng)為閉路，磨機(jī)為：Φ4.2*13，磨機(jī)前為輥壓機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)，所用混合材為自己電廠的爐渣，其化學(xué)成分全分析見表六：

表六：爐渣化學(xué)成分全分析

從上表不難看出：爐渣成分與粉煤灰很相近，但它的燒失量較高，說明了爐渣其中的未燃盡的碳粒含量較大，粉煤灰和爐渣的有害成分都是未燃盡的碳粒，其吸水性大、強(qiáng)度低、易風(fēng)化、不利于爐渣資源化。所以，燒失量越大的爐渣，對水泥強(qiáng)度的負(fù)面影響就越大。特別是對早期強(qiáng)度影響較大，爐渣中的SiO2和Al2O3對爐渣的火山灰性質(zhì)貢獻(xiàn)很大，對后期強(qiáng)度均為資源化的有益成分。往往加了助磨劑后，助磨效果還可以，但是，三天強(qiáng)度增長幅度并不高。

針對爐渣中硅、鋁含量高，并且以復(fù)雜的復(fù)鹽形式存在，酸融性較差的特點，經(jīng)過潛心研究，抓住要點，突出重點，突破難點，經(jīng)過大量的試驗，終于找出適合爐渣特性的水泥助磨劑配方，按照生產(chǎn)企業(yè)物料實際配比，全部用生產(chǎn)企業(yè)的原材物料，在我公司Φ500*500小磨機(jī)上，進(jìn)行小磨試驗。并且，與該公司現(xiàn)在使用的山東某著名水泥助磨劑廠家的產(chǎn)品，進(jìn)行了對比性試驗。

取生產(chǎn)企業(yè)實際生產(chǎn)物料并按實際配比配制五公斤材料，洗磨30分鐘。然后，用同樣物料，粉磨30分鐘，作為空白樣，分別再用同樣的物料，粉磨30分鐘，分別加入我公司助磨劑和現(xiàn)在該公司使用助磨劑，進(jìn)行比對。其細(xì)度、比表面積、三天抗折、抗壓強(qiáng)度指標(biāo)見表七：

表七：中煤集團(tuán)**建材有限公司小磨試驗各項指標(biāo)檢測結(jié)果：

兩種助磨劑摻加量均為：0.03%，助磨效果相當(dāng)，加入我公司助磨劑的水泥，比表面積高于對方5m2/kg,三天抗折強(qiáng)度，比空白增加了0.6兆帕，比對方增加了0.2兆帕，三天抗壓強(qiáng)度比空白增加了3.3兆帕，比對方增加了1.0兆帕。

我公司水泥助磨劑滿足了水泥生產(chǎn)企業(yè)的三天抗壓強(qiáng)度，增加三兆帕的要求，而對方離水泥生產(chǎn)企業(yè)的增加標(biāo)準(zhǔn)，還差0.7兆帕，沒有達(dá)到要求。爐渣也屬于低活性混合材料，是電廠的廢棄物，并且量大，難存放，污染環(huán)境。應(yīng)用到水泥生產(chǎn)上，往往受到上述情況的制約，被眾多水泥企業(yè)拋棄，良好的適應(yīng)爐渣的助磨劑，拓展了應(yīng)用領(lǐng)域，把爐渣變廢為寶，既保護(hù)了環(huán)境，又創(chuàng)造了價值，達(dá)到了雙贏了目的。

總之，水泥助磨劑的技術(shù)應(yīng)用，是一個縱橫交錯，復(fù)雜多變的過程，它既包含了復(fù)雜的化學(xué)變化，還受到許多粉磨系統(tǒng)、設(shè)備、工藝、物料、人為等因素的影響和制約，我們只有不斷的進(jìn)行探索研究，運用辯證法這個法寶，辯證適治，因材適方，才能在水泥生產(chǎn)過程中，把水泥助磨劑更好的應(yīng)用到實際生產(chǎn)上，充分發(fā)揮出其良好性能，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，服務(wù)于水泥生產(chǎn)，為節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，做出新的貢獻(xiàn)！

                                                                                                                                                                                                                                               聊城昶盛新材料有限公司