防水之家讯:近几年来,水泥助磨剂的研究及应用得到了迅猛发展,技术成熟度已有大幅提高。目前,国内水泥企业使用水泥助磨剂的比例已达90%左右,水泥生产企业越来越重视水泥助磨剂的应用。今日,笔者结合自己的实践经验,针对水泥助磨剂在水泥低活性混合材中的应用,谈一点儿自己的见解,希望能为拓展水泥助磨剂的使用范围、充分发挥其节能减排作用做出更大贡献。
水泥助磨剂在水泥活性混合材,如矿渣(粉)、石灰石、粉煤灰等中的使用,已经很成熟。目前,对于助磨剂在水泥低活性混合材中的应用研究,还处于瓶颈状态。往往一些水泥助磨剂厂家,遇到低活性混合材就束手无策,助磨剂在这方面也失去了它原有的雄风,不但起不到良好的增强作用,也达不到降低成本的目的,使助磨剂厂家不得不放弃这样的水泥企业客户。而出现这样的情况,水泥生产企业也埋怨助磨剂效果不佳,供需双方都表现出很无辜、无奈,以致缩小了水泥助磨剂的应用空间。
我公司在水泥助磨剂具体应用中,同样也遇到了上述问题,如江西的两家水泥企业就属于这种情况。他们用的混合材是当地瓷器、瓷砖等的碎片(瓷片)和当地产的玄武岩。
江西某水泥厂粉磨系统为圈流磨,磨机规格为Φ3.5×13米,台时产量为70吨,入磨水分夏季是2%~3%,秋冬季是5%。其入磨水分大,所用混合材为瓷片,化学全分析见表1。
表1:瓷片化学成分全分析 (%)
由表1可以看出,瓷片为惰性材料,基本没有活性,在水泥中只能起到充当填充物的作用。加入助磨剂后,无论是助磨效果还是增强效果都不明显。曾经有10几家水泥助磨剂企业在该厂做过工业实验,均以失败告终。河南某水泥助磨剂厂家,在原有物料配比的基础上,掺加0.03%水泥助磨剂后,产量、细度均没有变化,32.5级水泥3天抗压强度比不加助磨剂的提高了1.3兆帕,28天抗压强度提高了2.0兆帕。
我们针对该厂物料入磨水分高、水泥混合材低活性的特点,到企业亲自走访调查,充分了解其粉磨工艺设备、物料的化学成分等一系列情况后,取回原材物料,总结前者失败的经验教训,组织科研人员,集思广益、博采众长、辩证施治,研制出了适应该厂粉磨系统和物料特点的水泥助磨剂配方。我们运用科学的小磨实验方案,在公司实验室进行了小磨试验,粉磨时间为30分钟,空白样为不加助磨剂物料5千克,对比样为加入新研制助磨剂1.5克的5千克物料,用Φ500×500毫米小磨分别粉磨30分钟。其细度、比表面积、3天及28天抗折与抗压强度见表2。
表2:小磨试验检测结果(32.5)
通过小磨实验可以看出,该配方具有良好的助磨效果、优良的改善水泥性能的作用,水泥的3~32微米颗粒明显增多,水泥颗粒级配更加合理和优化;3天抗折强度与不加助磨剂相比(下同)提高了0.2兆帕,28天抗折强度提高了0.6兆帕;3天抗压强度提高了3.6兆帕,28天抗压强度提高了4.1兆帕。由此可见,水泥助磨剂性能良好,为下一步工业试验打下了坚实基础。
有了小磨试验的良好基础,我们在该水泥企业进行了32.5级和42.5级水泥工业试验,制定了科学的工业试验方案,针对入磨水分5.1%的棘手问题,台时产量提升幅度为:32.5级水泥控制在5%以内,42.5级水泥控制在10%以内,以确保水泥品质;降低熟料用量5%,同时增加混合材用量5%。
试验过程: 00:00~08:00期间,不加助磨剂,不降熟料,不增加混合材,粉磨空白样。08:00开始按照0.03%掺量加入水泥助磨剂,08:00~10:00为洗磨阶段,10:00~16:00为对比样粉磨阶段,降低熟料用量5%,同时增加混合材(瓷片)用量5%。其细度、比表面积、台时产量、3天及28天抗折抗压强度见表3。
表3:工业试验检测结果
上述工业试验表明,加入水泥助磨剂后,32.5级水泥台时产量由69.7吨,提高到了72.7吨,提高了3吨,即提高了4.3%;3天抗压强度在降低熟料5%、增加混合材瓷片5%的情况下,提高了0.9兆帕;28天抗压强度增加了1.6兆帕。42.5级水泥台时产量由72吨,提高到了77吨,提高了5吨,即提高了7%;3天抗压强度提高了1.4兆帕,28天抗压强度提高了1.3兆帕。
由此可见,水泥助磨剂在水泥低活性混合材中,发挥出了良好的效果。按该水泥企业年产60万吨的生产能力计算,每年可降低熟料用量3万吨,增加混合材瓷片用量3万吨,可减少熟料投入540万元,扣除由于混合材投入的费用90万元和水泥助磨剂144万元后,该水泥企业年减少支出306万元。而节约熟料用量3万吨,不但减少了碳排放、节约了能源,还增加了混合材瓷片的用量、减少了废弃物的排放、保护了生态环境。同时,提高了企业的经济效益,彰显出了节能减排的巨大魅力,促进了循环经济的健康发展。
江西某水泥有限公司粉磨系统为开路磨,磨机型号为Φ3.2×13米,所用混合材为玄武岩,其化学成分分析见表4。
表4:玄武岩化学成分全分析 (%)
由表4可以看出,SiO2含量很高,CaO含量很低,属于易磨性差、低活性混合材料。用这个水泥企业的熟料混合材,按照生产实际物料配比配制5公斤物料,在我公司Φ500×500毫米小磨做小磨试验,空白样不加助磨剂,对比样加我公司助磨剂,粉磨30分钟后,细度、比表面积、3天及28天抗折与抗压强度见表5。
表5:江西某水泥有限公司小磨试验检测结果
由小磨试验检测结果可以看出,我们的水泥助磨剂在易磨性差、低活性混合材料上的应用,无论是助磨效果还是抗压强度上,都表现出了很好的性能,达到了优良的增强效果,3天抗压强度增加了4.2兆帕,28天抗压强度增加了5.4兆帕。
通过在该公司Φ3.2×13米球磨机上做水泥助磨剂工业试验,验证了小磨试验的结果。空白样(不加助磨剂)80微米筛余细度2.2%,比表面积385m2/kg,3天抗折强度5.3兆帕、抗压强度23.2兆帕,28天抗折强度7.6兆帕、抗压强度51.1兆帕。对比样(加助磨剂)80微米筛余细度1.4%,比表面积401m2/kg,3天抗折强度5.6兆帕、抗压强度26.5兆帕,28天抗折强度8.0兆帕、抗压强度55.3兆帕。3天、28天抗压强度分别增加了3.3兆帕、4.2兆帕。
玄武岩为典型的低活性混合材料,易磨性差,有能够适应它的助磨剂,对于这种廉价材料的应用,起到了很好的推动作用,可帮助企业降低生产成本,提高经济效益和社会效益。
总之,水泥助磨剂的技术应用,是一个纵横交错、复杂多变的过程。它既包含了复杂的化学变化,还受到许多粉磨系统、设备、工艺、物料、人为等因素的影响和制约。我们只有不断地进行探索研究,运用辩证法,辩证施治,才能在水泥生产过程中,把水泥助磨剂更好地应用到实际生产中去。
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