水泥助磨劑研究概論

　　在水泥粉磨過程中為了改善水泥粉磨、提高生產(chǎn)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(shí)的狀態(tài)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(jī)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(zhì)(丙酮、硝基甲烷、甲醇、水蒸氣)，以及非極性物質(zhì)(四氯化碳)等。按化學(xué)結(jié)構(gòu)助磨劑可以分為三類：聚合無機(jī)鹽、聚合有機(jī)鹽及復(fù)合化合物。在國外助磨劑的應(yīng)用十分普遍，95％的水泥磨機(jī)都使用助磨劑。在國內(nèi)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(jià)格增漲，漸漸停用。
　　1998年國內(nèi)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(chǎn)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(shù)鑒定。市場反應(yīng)極好，銷售態(tài)勢(shì)見好，近年來，國外多家公司進(jìn)入了中國市場，國內(nèi)各地助磨劑廠也紛紛興起，為助磨劑的應(yīng)用，又開創(chuàng)了一個(gè)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(jié)團(tuán)作用，消除微細(xì)顆粒糊球糊襯板現(xiàn)象，提高磨機(jī)內(nèi)物料的流動(dòng)性，從而實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的目標(biāo)。因此，關(guān)于助磨劑的作用原理主要有三種理論：

　　1、強(qiáng)度學(xué)說：助磨劑隨物料加入磨內(nèi)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(nèi)壁上，進(jìn)一步進(jìn)入到裂紋的表面，隨著裂紋的形成和不斷擴(kuò)展，起到“楔子”作用，不僅阻止裂紋閉合，而且促使裂紋的擴(kuò)大，加速斷開的產(chǎn)生，在粉磨的中后期，助磨劑主要起分散作用，延緩或減輕細(xì)物料的凝聚。

　　2、 分散學(xué)說：助磨劑能在物料表面產(chǎn)生選擇性吸附和電性中和，消除靜電效應(yīng)，減小微細(xì)的、顆粒聚集的能力和機(jī)會(huì)，從而減少磨內(nèi)粘球和糊襯板的現(xiàn)象，提高細(xì)粉物料的分散度，提高機(jī)械能的利用率，因而可提高磨機(jī)的粉磨效率。

　　3、襯墊學(xué)說：助磨劑能消除或大大減少鋼球和磨機(jī)內(nèi)壁上粘附細(xì)粉所產(chǎn)生的襯墊，增強(qiáng)鋼球?qū)ξ锪系淖矒袅?，破壞磨機(jī)內(nèi)部的吸引熱力、化學(xué)力和機(jī)械力。

助磨劑的主要作用

　　1、 在磨機(jī)狀況不改變的條件下，可提高磨機(jī)產(chǎn)量幅度10-30%，同時(shí)可有效減少過粉磨現(xiàn)象，優(yōu)化水泥顆粒級(jí)配；

　　2、 維持原磨機(jī)產(chǎn)量不變或小幅度增產(chǎn)的條件下，提高水泥粉磨細(xì)度及比表面積，使水泥強(qiáng)度提高3-5Mpa；

　　3、 可改善磨內(nèi)物料的分散性，有效消除水泥微細(xì)顆粒的靜電吸附和包球糊磨現(xiàn)象；

　　4、 改善水泥的流動(dòng)性，提高輸送設(shè)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(jī)中粉磨介質(zhì)、襯板由于互相碰擊和磨擦而帶電，以至顆粒粘附在其上，產(chǎn)生襯墊包球現(xiàn)象。加入助磨劑后，可以中和介質(zhì)和襯板表面上的電荷，防止顆粒的粘附，因此，介質(zhì)和襯板的表面都很光亮，避免了襯墊包球現(xiàn)象，從而促進(jìn)粉碎的進(jìn)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(dòng)性提高。流動(dòng)性的提高避免了顆粒的過粉磨，從而提高了粉磨效率，這時(shí)水泥中（3-32um）顆粒級(jí)的數(shù)量增加，使顆粒粒徑分布變窄，有利于水泥強(qiáng)度的提高。助磨劑在開路磨中能降低水泥的篩余細(xì)度，減少過粉現(xiàn)象；而在閉路磨系統(tǒng)中，因細(xì)度由選粉機(jī)確定則僅顯著增加產(chǎn)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(jìn)水泥顆粒球形化，提高水泥顆粒圓度系數(shù)。

水泥助磨劑的應(yīng)用

　　我國新頒布的水泥國家標(biāo)準(zhǔn)，GBl75—1999、GBl344—1999、GBl2958—1999都明確規(guī)定：“水泥粉磨時(shí)允許加入助磨劑，其加入量不得超過水泥質(zhì)量的1％，助磨劑須符合JC／T667的規(guī)定。”這個(gè)規(guī)定強(qiáng)調(diào)了兩個(gè)層面：一是水泥粉磨時(shí)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(jià)，這是一個(gè)最基本的原則。現(xiàn)代混凝土生產(chǎn)工藝對(duì)水泥的顆粒分布情況、堿和氯離子含量、石膏品種及狀態(tài)、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(chǎn)既能低成本運(yùn)行，又能使出廠水泥具有良好的使用性能，這是每一個(gè)水泥企業(yè)必須認(rèn)真對(duì)待的問題。除了加強(qiáng)對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)嚴(yán)格管理之外，在選用助磨劑時(shí)應(yīng)該注意以下事項(xiàng)。

　　1 水泥助磨劑必須符合國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求

　　2 考慮入磨物料性質(zhì)，進(jìn)行小磨比較試驗(yàn)

　　3 使用助磨劑后注意粉磨工藝參數(shù)調(diào)整

　　4 重視出廠水泥的混凝土試驗(yàn)

使用助磨劑經(jīng)濟(jì)效益分析

　　使用水泥助磨劑后，在不增加任何設(shè)備投資前提下，產(chǎn)量有較大幅度的提高，增幅約10-30%；在保持磨機(jī)產(chǎn)量基本不變的條件下，水泥細(xì)度控制指標(biāo)可下調(diào)2-4%篩余，相應(yīng)混合材摻入量增加3-6%。產(chǎn)量的提高給水泥企業(yè)帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益是：單產(chǎn)水泥的電耗、研磨體消耗量、磨機(jī)襯板消耗量、維修費(fèi)用相應(yīng)下降、生產(chǎn)率提高，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，成本下降。同時(shí)，助磨劑的使用可增加水泥的流動(dòng)性能，從而提高選粉機(jī)的效率，減少水泥結(jié)庫現(xiàn)象，水泥裝卸時(shí)間和費(fèi)用均相應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對(duì)水泥細(xì)度的要求越來越高，水泥助磨劑是解決水泥細(xì)度問題非常直接和有效的方法。

助磨劑產(chǎn)品在水泥生產(chǎn)中的使用方案

　　水泥采用新標(biāo)準(zhǔn)后，提高水泥ISO強(qiáng)度是企業(yè)目前技術(shù)工作的核心任務(wù)。專家們的研究表明，新標(biāo)準(zhǔn)中，細(xì)度與強(qiáng)度是企業(yè)目前技術(shù)工作的核心任務(wù)。專家們的研究表明，新標(biāo)準(zhǔn)中，細(xì)度與強(qiáng)度的關(guān)系更敏感，提高細(xì)度，ISO強(qiáng)度有較大的提高。因此，許多水泥廠開始采用較細(xì)控制指標(biāo)生產(chǎn)水泥，但由此帶來下列問題：

　（1）提高細(xì)度，產(chǎn)量大幅度下降，電耗上長升，水泥磨產(chǎn)量小于窯產(chǎn)量。

　（2）磨況惡化，水泥過粉磨現(xiàn)象嚴(yán)重，水泥雖細(xì)但I(xiàn)SO強(qiáng)度提高受到影響。

但使用助磨劑后：

?。?）提高細(xì)度，增加ISO強(qiáng)度，但產(chǎn)量可不下降或少下降；

?。?）細(xì)度不變，實(shí)現(xiàn)大幅度增產(chǎn)，降低電耗。

根據(jù)目前水泥生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)狀，按銷售旺、淡季節(jié)，以及窯、磨產(chǎn)量匹配情況和粉磨站的特點(diǎn)有三種使用助磨劑的方案，水泥企業(yè)在一年中不同的市場行情下靈活安排生產(chǎn)。方案如下：

方案一：

　　背景 銷售旺季、工廠熟料充足，磨機(jī)產(chǎn)量不足。

　　方案 添加助磨劑，在保證水泥細(xì)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(tái)時(shí)產(chǎn)量（10-30%）

　　效果 增加水泥產(chǎn)量10-30%，同時(shí)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(jī)產(chǎn)量基本平衡。

　　方案 添加助磨劑，在提高水泥細(xì)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(chǎn)量5-8%

　　效果 增加水泥產(chǎn)量5%，同時(shí)降低噸水泥成本。

方案三：

　　背景 銷售淡季，生產(chǎn)能力大于銷量

　　方案 添加助磨劑，在大幅度提高水泥細(xì)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(jié)論

　　助磨劑應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)給許多水泥企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。只要我們正確選擇和使用適合于本企業(yè)實(shí)際情況和生產(chǎn)條件的合格助磨劑產(chǎn)品，認(rèn)真執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)和建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制出廠水泥質(zhì)量及其使用性能，就一定能取得球磨機(jī)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)的效果，以此給各水泥企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。