少熟料水泥生產(chǎn)技術(shù)與礦粉活性指數(shù)的關(guān)系

      利用30%左右的少量熟料摻入70%左右的礦渣活化微粉生產(chǎn)的礦渣水泥，與傳統(tǒng)的礦渣水泥生產(chǎn)技術(shù)相比較，可以減少40%左右的熟料用量，生產(chǎn)礦渣水泥每噸可以節(jié)約煤炭0.05噸左右，節(jié)約電能5kwh左右，降低生產(chǎn)成本30～50元左右。生產(chǎn)水泥之所以能夠摻入70%左右的礦渣活化微粉后質(zhì)量達到國家水泥標準，主要是礦渣微粉的活性指數(shù)必須達到105%以上。因此，必須提高礦渣微粉的活性指數(shù)，才能實現(xiàn)少熟料生產(chǎn)礦渣水泥。 

      隨著人們對礦渣微粉的經(jīng)濟價值的逐漸認識，最近幾年，很多水泥企業(yè)尤其是鋼鐵企業(yè)，新裝備了礦渣粉磨設(shè)備；由于粉磨礦渣與粉磨水泥的物料易磨性、粒度等條件不相同，對礦渣粉磨的技術(shù)沒有完全掌握，經(jīng)驗不足等原因，致使粉磨的礦渣微粉產(chǎn)量低、產(chǎn)品電耗高、礦渣微粉的活性指數(shù)達不到《GB/T10846-2000》礦渣微粉國家標準，針對這些問題，談?wù)勎覀冊诘V渣粉磨實踐中的體會。 

     目前礦渣的粉磨狀況 

     由于礦渣的易磨性較差，利用不同的礦渣粉磨技術(shù)，其質(zhì)量、產(chǎn)量及效益差別很大。 

     現(xiàn)在國內(nèi)大多數(shù)水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)礦渣微粉均采用球磨機設(shè)備，在正常的球磨機生產(chǎn)中，單獨粉磨礦渣的平均電耗是粉磨水泥的2～3倍。產(chǎn)品比表面積達到450㎡/kg時，粉磨電耗較高；江蘇無錫一個企業(yè)的φ2.6m×13m礦渣微粉磨機，經(jīng)過江蘇某公司的三次改造，比表面積330㎡/㎏，產(chǎn)量只有13～14t/h。北京、通化、福建等企業(yè)的礦渣粉磨系統(tǒng)電耗均在100kwh/t左右。部分設(shè)備的產(chǎn)量指標，見表1國內(nèi)目前開路磨機礦渣微粉生產(chǎn)技術(shù)指標 

表1國內(nèi)目前開路磨機礦渣微粉生產(chǎn)技術(shù)指標

     礦渣在粉磨過程中，比表面積增長十分緩慢，當?shù)V渣微粉比表面積大于450㎡/kg時，會產(chǎn)生過粉磨，由于靜電吸附造成顆粒聚集、糊球現(xiàn)象，致使磨機產(chǎn)量大幅降低，電耗大幅增加。有的企業(yè)為了提高產(chǎn)量降低電耗，在礦渣粉磨的同時加入5～10%的粉煤灰，達到助磨作用，其結(jié)果是產(chǎn)量有所提高，水泥的強度卻下降了，其經(jīng)濟效益沒有完全發(fā)揮出來。一般礦渣微粉往水泥里的摻入量只有15%左右，河北某水泥集團購買邯鄲某廠生產(chǎn)的礦渣微粉，往水泥里只摻加6%，才能保證原來的水泥強度指標不降低。 

     當粉磨的礦渣微粉比表面積低于450㎡/kg時，因為礦渣微粉的活性并沒有完全發(fā)揮出來，摻入水泥后雖然后期強度有所增長，但是，3d強度卻降低1～3Mpa，活性指數(shù)≤S75級礦渣微粉國家標準。這種粉磨方式存在：磨機產(chǎn)量低、礦粉比表面積低、摻入水泥的比例少、其經(jīng)濟價值也較低的問題。 
現(xiàn)在的水泥市場價格競爭激烈，企業(yè)質(zhì)量意識不斷提高，尤其是商品混凝土攪拌站對礦渣微粉的質(zhì)量要求已經(jīng)不再僅僅滿足S75級，他們要求礦渣微粉的活性指標達到S95級或S105級；所以，生產(chǎn)礦渣微粉的企業(yè)一定要把礦渣微粉的活性指數(shù)提高上去，產(chǎn)品才有市場； 

表2 礦渣微粉國家標準GB/T10846-2000 

礦渣微粉活性指數(shù)：A=C/B×100 

其中A—7d 、28d活性指數(shù)（%） 

對比樣品7d（或28d）抗壓強度（Mpa） 

      實驗樣品（指對比水泥和礦渣粉按質(zhì)量比1：1組成的樣品）7d（或28d）抗壓強度（Mpa） 

      現(xiàn)在國內(nèi)一些廠家生產(chǎn)的礦渣微粉摻入水泥后，存在早期強度比較低的問題，原因是礦渣微粉的7d活性指數(shù)≤75%；關(guān)鍵是如何提高礦渣微粉的早期活性指數(shù)，把7d的活性指數(shù)提高到75%或95%以上。 

     試驗結(jié)果表明，礦渣微粉的比表面積只有達到480㎡/㎏左右時，大多數(shù)顆粒分布在2～40um之間，其活性才能發(fā)揮出來，對混凝土強度的發(fā)揮起決定性作用。因此，我們探討利用球磨機生產(chǎn)礦渣微粉時，采用活化技術(shù)生產(chǎn)礦渣微粉（不摻粉煤灰、石灰石），不但可以提高磨機產(chǎn)量、提高礦渣微粉的比表面積，還要提高礦渣微粉的活性指數(shù)。 

      礦渣微粉的比表面積只有達到480㎡/㎏左右時，大多數(shù)顆粒分布在2～40um之間，其活性才能發(fā)揮出來，對混凝土強度的發(fā)揮起決定性作用。因此，我們利用球磨機生產(chǎn)礦渣微粉時，采用活化技術(shù)生產(chǎn)礦渣微粉（不摻粉煤灰、石灰石），不但可以提高磨機產(chǎn)量、提高礦渣微粉的比表面積，還要提高礦渣微粉的活性指數(shù)。 

      由四平市宏橋水泥技術(shù)研究所開發(fā)研制的礦渣微粉活化技術(shù)，適用于在球磨機上生產(chǎn)礦渣活化微粉。是在充分利用原有設(shè)備條件的情況下，通過三個方面的技術(shù)途徑完成： 

      一是磨內(nèi)部分，根據(jù)磨機的長度，確定合理的倉位、倉長、選擇高效的內(nèi)篩分雙層隔倉板、出磨篦板、選擇合適的襯板、合理的研磨體級配方案，確定合理的平均球徑、填充率； 

      二是磨外部分，對入磨粒度、水分的要求，烘干設(shè)備的選型（烘干工藝不當，對礦渣活性影響平均可下降12～15%）、除塵設(shè)備的選型及風壓、風量的參數(shù)確定等等； 

      三是利用礦渣專用活化劑，提高粉磨效率，磨機增產(chǎn)20%以上；提高比表面積，可達到500㎡/㎏以上；通過粉磨時激發(fā)礦渣微粉的活性，提高礦渣活性指數(shù)，7d＞95%以上。 

      以上三個方面的技術(shù)途徑，是必須的，缺一不可的，才能達到理想的技術(shù)指標。 

      只有完成這些程序化的步驟和最佳技術(shù)方案，才能生產(chǎn)出來質(zhì)量好、成本低的礦渣活化微粉；質(zhì)量才能達到S105級礦渣微粉國家標準，早期活性指數(shù)才能達到或超過國家標準的75%、95%的指標。 

      活化微粉技術(shù)比傳統(tǒng)的磨機生產(chǎn)普通礦渣微粉提高產(chǎn)量50%～100%；在比表面積450㎡/kg～550㎡/㎏的情況下，電耗是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的50%左右。見表3 

表3開路磨機生產(chǎn)礦渣活化微粉技術(shù)指標 

      通過活化技術(shù)，礦渣微粉的比表面積可以達到450～550㎡/kg；并激發(fā)礦渣活性，礦渣微粉的活性指數(shù)7d＞95%，提高礦渣微粉質(zhì)量；摻入礦渣活化微粉的水泥3d強度比摻入普通礦渣微粉的水泥3d強度提高3Mpa～5Mpa。因為提高了礦渣微粉的早期活性指數(shù)；可以實現(xiàn)： 

     摻入50%左右礦渣活化微粉的水泥，安定性好，摻加礦渣活化微粉后的水泥強度大于未摻加礦渣活化微粉的水泥強度指標，3d強度增加1～3Mpa，28d強度增加3～8Mpa  

    利用60～70%的礦渣活化微粉，生產(chǎn)32.5～42.5級水泥，達到國家水泥新標準；可降低水泥生產(chǎn)成本20～40元/噸； 
山西原平市崞山水泥有限公司利用四平水泥所研制的HK101型、HK108型礦渣專用活化劑分別進行了實驗。表4是HK101型礦渣專用活化劑的3d、7d、28d實驗數(shù)據(jù)， 

表4 HK101型礦渣專用活化劑實驗數(shù)據(jù) 

     實驗結(jié)果表明：28d的活性指數(shù)達到105.7%，7d的活性指數(shù)達到97.6%，活性指數(shù)指標都超過了礦渣微粉國家標準的S105級。但是，如何提高3d的活性指數(shù)？我們又利用HK108型礦渣專用活化劑進行了3d、28d的實驗，數(shù)據(jù)見表5 

表5 HK108型礦渣專用活化劑實驗數(shù)據(jù) 

     從表5的實驗數(shù)據(jù)說明：50%的礦渣活化微粉混合50%的32.5級水泥，3d抗壓強度是15.2Mpa，比對比樣水泥提高了0.8Mpa，活性指數(shù)3d達到了105.5%。利用65%的礦渣活化微粉摻入35%的32.5級水泥，3d的抗壓強度比水泥的3d強度提高0.6Mpa，利用75%的礦渣活化微粉摻25%的熟料粉，3d的抗壓強度比水泥的3d強度提高4.5Mpa；28d的活性指數(shù)達到105%（43.7/41.5）。 

     山水集團某公司利用四平水泥所礦渣活化技術(shù)在φ500㎜×500㎜試驗?zāi)C的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)。見表6 

表6在φ500㎜×500㎜試驗?zāi)C的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù) 

     由于各地礦渣的化學(xué)成分不同、質(zhì)量也不同，所以利用活化技術(shù)生產(chǎn)礦渣活化微粉的3d抗壓強度在9～17Mpa之間。利用活化微粉生產(chǎn)的水泥質(zhì)量也同樣受到影響。如：柳鋼礦渣活性較好，廣西大化利用80%的礦渣活化微粉與熟料粉生產(chǎn)的水泥，3d抗壓強度達到25.9Mpa；華北邢臺、邯鄲等地的礦渣活性次之，某廠利用60～75%的礦渣活化微粉與熟料粉生產(chǎn)的水泥，水泥3d抗壓強度亦達到15.0～20.0Mpa。 

      河北邢臺某水泥有限公司利用四平市宏橋水泥技術(shù)研究所礦渣活化技術(shù)在φ500㎜×500㎜試驗?zāi)C進行了現(xiàn)場試驗，實驗?zāi)康模?nbsp;

      摻入30～50%活化微粉的水泥，與未摻入活化微粉的水泥質(zhì)量對比； 

     用55～75%活化微粉生產(chǎn)的水泥與未摻入活化微粉的水泥質(zhì)量對比 

具體數(shù)據(jù)見表7 

表7 在φ500㎜×500㎜實驗?zāi)C的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù) 

     檢驗結(jié)果：1、摻入35～55%活化微粉的水泥，比未摻入活化微粉的水泥3d抗壓強度平均提高6.3Mpa；28d抗壓強度平均達到51.4Mpa；2、用55～75%的礦渣活化微粉生產(chǎn)的水泥，比未摻入礦渣活化微粉的水泥3d強度提高3.8Mpa；28d抗壓強度平均達到60.9Mpa； 

     河北邢臺某水泥有限公司利用四平水泥所礦渣微粉活化技術(shù)，在2.4m×9m磨機生產(chǎn)的礦渣微粉的3d活性指數(shù)較高，摻入30～50%活化微粉的水泥，與未摻入活化微粉的水泥質(zhì)量對比；摘錄幾組運行數(shù)據(jù)見表8 

表8 2.4m×9.0m磨機生產(chǎn)質(zhì)量檢驗報告 

     檢驗結(jié)果：摻入30%活化微粉的水泥，比未摻入活化微粉的水泥3d強度平均提高4.8Mpa。 

     從生產(chǎn)、實驗的各種數(shù)據(jù)表明，利用活化技術(shù)生產(chǎn)的礦渣活化微粉摻入水泥后，無論是3d的強度還是28d的強度指標，都大于未摻入活化微粉的水泥強度，其活性指數(shù)達到礦渣微粉國家標準S105級以上。因此，有礦渣資源的鋼鐵企業(yè)、水泥企業(yè)生產(chǎn)礦渣活化微粉，實現(xiàn)利用少量熟料生產(chǎn)符合國家新標準的32.5～42.5級礦渣水泥，不但降低了生產(chǎn)水泥的成本，還節(jié)省了大量的能源，減少了環(huán)境的污染，具有顯著的經(jīng)濟效益和較好的社會效益。