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水泥助磨劑在水泥低活性混合材中的應用研究水泥助磨劑在水泥低活性混合材中的應用研究 聊城昶盛新材料有限公司 技術部 一、前言 最近幾年來,水泥助磨劑的研究及應用得到了突飛猛進的發(fā)展,其發(fā)展速度之快是有目共睹的,技術創(chuàng)新水平達到了較高的層面,技術成熟度也有了大幅度的提高。目前,國內水泥企業(yè)使用水泥助磨劑的比例已經達到了90%左右,并且顯現出巨大的誘人魅力,在水泥生產過程中,充當著節(jié)能減排,降低生產成本,改善優(yōu)化水泥性能等無可替代的重要角色,被廣大的水泥生產企業(yè)所接受和容納,水泥生產企業(yè)越來越重視水泥助磨劑的應用,因而,水泥助磨劑的應用已經十分廣泛。 筆者結合研發(fā)經驗和水泥助磨劑在實際生產中的應用,針對水泥助磨劑在水泥低活性混合材中的應用,談談自己的一點見解,為拓展水泥助磨劑的應用使用范圍,充分發(fā)揮其節(jié)能減排的作用做更大的貢獻! 二、科學創(chuàng)新、辯證適治、謀求發(fā)展、拓寬領域、節(jié)能減排、保護環(huán)境、重現輝煌 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得心應手,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,而起不到良好的增強作用,也達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企業(yè)。水泥生產企業(yè)埋怨水泥助磨劑效果不佳,供需雙方都表現出很無辜和無奈,縮小了水泥助磨劑的應用空間。 我們在水泥助磨劑具體應用中,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地瓷器、瓷磚等的碎片(瓷片)和當地產的玄武巖。 江西贛*水泥廠粉磨系統(tǒng)為圈流磨,磨機規(guī)格:Φ3.5*13米,臺時產量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,其化學全分析見表一: 表一瓷片化學成分全分析
由表一可以看出,瓷片為惰性材料,基本沒有活性,在水泥中只能充當填充物的作用。加入助磨劑后,無論是助磨效果還是增強都不明顯。曾經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上,摻加0.03%水泥助磨劑后,產量、細度均沒有變化,32.5級水泥,三天抗壓強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)親自走訪調查,充分了解粉磨工藝設備,物料的化學成份等一系列的情況后,取回原材物料,總結前者失敗的經驗教訓,組織科研人員,集思廣益、博采眾長、因材適宜、辯證適治,研制出了適應該廠粉磨系統(tǒng)和物料特點的水泥助磨劑配方。運用科學的小磨實驗方案,在公司實驗室進行了小磨試驗,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。其細度、比表面積、3天、28天抗折、抗壓強度見表二: 表二、小磨試驗檢測結果(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、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天抗壓強度提高了3.6兆帕,28天強度提高了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。 有了小磨試驗良好的基礎,我們在該水泥企業(yè)進行了32.5和42.5級水泥工業(yè)試驗,制定了科學的工業(yè)試驗方案,針對入磨水分5.1%的棘手問題,臺時產量提升幅度:32.5級水泥控制在5%以內,42.5級水泥控制在10%以內,以確保水泥品質。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%。其細度、比表面積、臺時產量、3天、28天抗折抗壓強度見表三: 表三、工業(yè)試驗檢測結果
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天抗壓強度增加了1.6兆帕。42.5級水泥臺時產量由72噸,提高到了77噸,提高了5噸,提高了7%,3天抗壓強度增加了1.4兆帕,28天抗壓強度提高了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60萬噸的生產能力計算,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,保護了生態(tài)環(huán)境,同時,提高了企業(yè)的經濟效益,彰顯出了節(jié)能減排的巨大魅力,促進了循環(huán)經濟的健康發(fā)展。 江西萬*水泥有限公司粉磨系統(tǒng)為開路磨,磨機型號:Φ3.2*13米,所用混合材為玄武巖,其化學成分分析見表四: 表四、玄武巖化學成分全分析
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,細度、比表面積、3天、28天抗折、抗壓強度見表五: 表五:江西萬*水泥有限公司小磨實驗檢測結果
由小磨試驗檢測結果可以看出,我們的水泥助磨劑在易磨性差、低活性混合材料上的應用,無論是助磨效果還是抗壓強度上,都表現出了很好的性能和達到了優(yōu)良的增強效果。3天抗壓強度增加了4.2兆帕,28天強度增加了5.4兆帕。 玄武巖為典型的低活性混合材料,并且易磨性差,有能夠適應它的助磨劑,對于這種廉價材料的應用,起到推波助瀾的作用,降低了生產成本,提高了經濟效益和社會效益。 中煤集團山西**水泥有限公司,粉磨系統(tǒng)為閉路,磨機為:Φ4.2*13,磨機前為輥壓機預粉磨系統(tǒng),所用混合材為自己電廠的爐渣,其化學成分全分析見表六: 表六:爐渣化學成分全分析
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、強度低、易風化、不利于爐渣資源化。所以,燒失量越大的爐渣,對水泥強度的負面影響就越大。特別是對早期強度影響較大,爐渣中的SiO2和Al2O3對爐渣的火山灰性質貢獻很大,對后期強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,三天強度增長幅度并不高。 針對爐渣中硅、鋁含量高,并且以復雜的復鹽形式存在,酸融性較差的特點,經過潛心研究,抓住要點,突出重點,突破難點,經過大量的試驗,終于找出適合爐渣特性的水泥助磨劑配方,按照生產企業(yè)物料實際配比,全部用生產企業(yè)的原材物料,在我公司Φ500*500小磨機上,進行小磨試驗。并且,與該公司現在使用的山東某著名水泥助磨劑廠家的產品,進行了對比性試驗。 取生產企業(yè)實際生產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在該公司使用助磨劑,進行比對。其細度、比表面積、三天抗折、抗壓強度指標見表七: 表七:中煤集團**建材有限公司小磨試驗各項指標檢測結果:
兩種助磨劑摻加量均為:0.03%,助磨效果相當,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企業(yè)的三天抗壓強度,增加三兆帕的要求,而對方離水泥生產企業(yè)的增加標準,還差0.7兆帕,沒有達到要求。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。應用到水泥生產上,往往受到上述情況的制約,被眾多水泥企業(yè)拋棄,良好的適應爐渣的助磨劑,拓展了應用領域,把爐渣變廢為寶,既保護了環(huán)境,又創(chuàng)造了價值,達到了雙贏了目的。 總之,水泥助磨劑的技術應用,是一個縱橫交錯,復雜多變的過程,它既包含了復雜的化學變化,還受到許多粉磨系統(tǒng)、設備、工藝、物料、人為等因素的影響和制約,我們只有不斷的進行探索研究,運用辯證法這個法寶,辯證適治,因材適方,才能在水泥生產過程中,把水泥助磨劑更好的應用到實際生產上,充分發(fā)揮出其良好性能,拓寬其應用領域,服務于水泥生產,為節(jié)能減排,保護環(huán)境,降低生產成本,提高企業(yè)經濟效益和社會效益,做出新的貢獻! 聊城昶盛新材料有限公司 |