活化礦渣微粉的生產(chǎn)技術(shù)

 
2   粉磨設(shè)備的選擇

2.1  立式磨機(jī)
   
    立式磨機(jī)生產(chǎn)比表面積400㎡/kg左右礦渣微粉時(shí)，磨機(jī)產(chǎn)量高，電耗40kwh/h左右；生產(chǎn)比表面積500㎡/kg左右的礦渣微粉，磨機(jī)產(chǎn)量急劇下降，電耗較高。因此，立式磨機(jī)比較適合生產(chǎn)S75級(jí)礦渣微粉，不適合生產(chǎn)S95級(jí)、S105級(jí)

礦渣微粉。

2.2  管磨機(jī)（球磨機(jī)）
      閉路球磨粉磨系統(tǒng)，盡管把篩余細(xì)度控制的很小，較大的顆粒仍然極易被選入成品中，不利于提高礦粉的比表面積，影響礦粉活性發(fā)揮。
      國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)礦渣微粉均選用球磨機(jī)并采用開(kāi)路球磨粉磨系統(tǒng)，產(chǎn)品比表面積可達(dá)到500㎡/kg以上，多數(shù)顆粒分布在2～40um之間，顆粒組成比較合理，潛在活性發(fā)揮好，對(duì)混凝土強(qiáng)度、性能發(fā)揮作用好。

3  普通礦渣微粉
   
      礦渣在粉磨過(guò)程中，比表面積增長(zhǎng)十分緩慢，當(dāng)?shù)V渣比表面積大于450㎡/kg時(shí)，由于研磨介質(zhì)產(chǎn)生靜電吸附造成顆粒聚集、糊球，產(chǎn)生過(guò)粉磨現(xiàn)象，造成礦渣微粉比表面積降低，磨機(jī)產(chǎn)量大幅度降低，電耗大幅幅度增加。在正常的球磨機(jī)生產(chǎn)中，單獨(dú)粉磨礦渣的平均電耗是粉磨水泥的2～3倍。按邦德方法計(jì)算，粉磨功指數(shù)為23kwh/t的礦渣，產(chǎn)品比表面積達(dá)到450㎡/㎏時(shí)，常規(guī)配球的φ1.83m×7.0m開(kāi)流磨產(chǎn)量?jī)H為1.5t/h，而φ2.4m×13m開(kāi)流磨產(chǎn)量尚不足7t/h（羅凡等，礦渣粉磨特性及其相關(guān)參數(shù)的探討《水泥》2002.01），粉磨電耗達(dá)到100 kwh/ t左右。粉磨電耗通常的大概計(jì)算方法是磨機(jī)電機(jī)功率/臺(tái)時(shí)，因?yàn)殡姍C(jī)功率的15%系數(shù)與粉磨系統(tǒng)輔助設(shè)備電耗相差無(wú)幾。各規(guī)格開(kāi)路礦粉磨機(jī)產(chǎn)量指標(biāo)見(jiàn)表2

　　
　　　　　　表2  不同規(guī)格開(kāi)路磨機(jī)純礦渣微粉在電耗100 kwh/t左右時(shí)的產(chǎn)量
 
   
      目前多數(shù)企業(yè)為了提高礦渣微粉產(chǎn)量降低電耗，在礦渣粉磨的同時(shí)加入10%左右的粉煤灰達(dá)到助磨作用，比表面積控制在380㎡/㎏～420㎡/㎏時(shí)，粉磨電耗達(dá)到75～85kwh/t，各規(guī)格開(kāi)路礦粉磨機(jī)產(chǎn)量指標(biāo)見(jiàn)表3

　　
　　表3 不同規(guī)格開(kāi)路磨機(jī)摻有部分粉煤灰、石灰石的礦渣微粉在電耗80kwh/t左右時(shí)的產(chǎn)量

      礦渣微粉比表面積控制在400㎡/㎏左右并摻入較多粉煤灰的辦法雖然提高了產(chǎn)量，也降低了電耗，但卻降低礦渣微粉的活性，限制了礦渣微粉的摻加量，一般只能摻入水泥20%左右，而且改變了礦渣微粉的性質(zhì)，容易在使用時(shí)引起誤導(dǎo)，如拌制防腐蝕混凝土?xí)r會(huì)產(chǎn)生不良。

4   活化礦渣微粉

      試驗(yàn)結(jié)果表明，礦渣的比表面積只有達(dá)到480㎡/㎏左右時(shí)，大多數(shù)顆粒分布在2～40um之間，其潛在的活性才能完全發(fā)揮出來(lái)，對(duì)混凝土強(qiáng)度的發(fā)揮起決定性作用。
      在粉磨礦渣時(shí)加入礦渣助磨活化劑激發(fā)礦渣微粉活性，并且消除過(guò)粉磨現(xiàn)象，礦渣微粉比表面積達(dá)到450㎡/kg ～550㎡/kg，粉磨系統(tǒng)電耗55kwh/t～70kwh/t,中性礦渣，7d活性指數(shù)即可達(dá)到95%～100%，生產(chǎn)出來(lái)的礦渣微粉稱(chēng)之為活化礦渣微粉。堿性礦渣，純活化礦渣微粉3d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到9～17Mpa之間、28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到35～39Mpa之間；利用這種質(zhì)量的活化礦渣微粉摻入25%左右熟料，3d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到20Mpa以上、28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到45Mpa以上。

　　一般礦渣水泥常存在早期強(qiáng)度偏低問(wèn)題，而活化礦渣微粉恰恰可以彌補(bǔ)摻入水泥后3d強(qiáng)度偏低的不足，摻入水泥40%左右活化礦渣微粉，不降低水泥原來(lái)的早期強(qiáng)度，所以活化礦渣微粉是一種活性高的膠凝材料混合料。

4.1  礦渣烘干
   
      礦渣呈空心粒狀，易含水。出廠(chǎng)的礦渣水分含量在25%左右，經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程，水分仍然保持在8%～15%左右，立式磨機(jī)生產(chǎn)礦渣微粉可直接使用。利用球磨機(jī)生產(chǎn)礦渣微粉，礦渣入磨水分要求控制在0.5%～2.5%之間。礦渣烘干時(shí)避免高溫影響礦渣活性下降，因?yàn)榈V渣在高溫狀態(tài)下經(jīng)過(guò)水淬急冷后依然保持了活性。逆流式烘干工藝，將經(jīng)過(guò)水淬急冷后的礦渣又重新經(jīng)過(guò)高溫還原，經(jīng)試驗(yàn)證明，這種烘干工藝對(duì)礦渣活性的影響平均可下降12～15%。

4.2  應(yīng)用礦渣助磨活化劑
   
      一般助磨劑是以分散物料、助磨為主，有的助磨劑也具有一定的激發(fā)強(qiáng)度作用；礦渣助磨活化劑是以激發(fā)礦渣活性為主同時(shí)具有助磨作用的化學(xué)激發(fā)劑，主要成分有三乙醇胺、二乙醇胺、丙二醇等，不含氯離子等有害成分，對(duì)混凝土不會(huì)產(chǎn)生不良影響。礦渣分別加入某廠(chǎng)BB2型助磨劑0.5%、HQ礦渣助磨活化劑0.1%，粉磨到比表面積507㎡/㎏時(shí)，活性指數(shù)對(duì)比如下，見(jiàn)表4

　　
　　　　　表4   礦渣微粉不摻入助磨劑及摻入不同助磨劑的活性指數(shù)對(duì)比 

4.3  磨內(nèi)結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求
   
      粉磨礦渣與粉磨水泥、生料在磨內(nèi)結(jié)構(gòu)方面有很大區(qū)別，對(duì)于倉(cāng)位、倉(cāng)長(zhǎng)設(shè)置及隔倉(cāng)板形式也需要根據(jù)礦渣的粒度，易磨性等作適當(dāng)選擇。一般是一倉(cāng)選用溝槽階梯襯板比較多，利于破碎；二倉(cāng)或三倉(cāng)適當(dāng)選用大波紋襯板，隨著磨內(nèi)礦渣細(xì)度的變化，襯板形式也應(yīng)與之作相應(yīng)變化，以滿(mǎn)足研磨體變小而接觸面積增大的特性，可適當(dāng)選用小波紋襯板和平襯板相結(jié)合。但尾倉(cāng)應(yīng)增加活化襯板，來(lái)調(diào)整物料流速及料層厚度，以利于礦渣微粉比表面積的提高。內(nèi)篩分高細(xì)裝置、出磨篦板是達(dá)到技術(shù)指標(biāo)的關(guān)鍵部件，由于要求比較嚴(yán)格，制造精度高，需要專(zhuān)業(yè)制造廠(chǎng)生產(chǎn)。
   
   　合理的研磨體級(jí)配是提高礦渣微粉比表面積、提高磨機(jī)產(chǎn)量重要的技術(shù)措施之一，礦渣硬脆不易磨，但入磨粒度比較穩(wěn)定，一般以中等的鋼球和微型鋼鍛為主。根據(jù)測(cè)得的礦渣易磨性能指數(shù)確定研磨體球徑大小和填充率，研磨體質(zhì)量要求損耗＜100g/t，破損率＜0.5%。

4.4  活化礦渣微粉技術(shù)電耗低
   
     由于對(duì)球磨機(jī)設(shè)備內(nèi)部的部件進(jìn)行改造，加入礦渣助磨活化劑消除靜電現(xiàn)象等采取的一系列技術(shù)措施，僅以粉磨礦渣為原料，不加入粉煤灰，活化礦渣微粉比表面積達(dá)到450㎡/kg以上時(shí)。粉磨電耗達(dá)到50～60kwh/t，各規(guī)格開(kāi)路礦粉磨機(jī)活化礦渣微粉產(chǎn)量指標(biāo)見(jiàn)表5

　　
　　　　表5  不同規(guī)格開(kāi)路磨機(jī)以純礦渣在電耗50～60kwh/t時(shí)活化礦渣微粉的產(chǎn)量

     經(jīng)過(guò)（國(guó)家）建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所對(duì)《四平市宏橋水泥技術(shù)研究所》的 “礦渣活化微粉”項(xiàng)目的科技查新：并沒(méi)有查到利用開(kāi)路球磨機(jī)生產(chǎn)礦渣微粉（在粉磨的過(guò)程中不摻入粉煤灰），比表面積達(dá)450㎡/㎏以上，電耗60kwh/t以?xún)?nèi)的文獻(xiàn)報(bào)道。

5   相同設(shè)備不同技術(shù)的效益比較
   
　　以3.2m×13m開(kāi)路球磨機(jī)（裝機(jī)1600kw）為例，生產(chǎn)比表面積450㎡/㎏礦渣微粉（不摻入粉煤灰），如每噸礦粉利稅100元，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率按照90%計(jì)算。產(chǎn)量效益—見(jiàn)下表

　
　　礦渣微粉噸成本構(gòu)成與及生產(chǎn)成本的對(duì)比（電價(jià)0.55元/kwh）——見(jiàn)下表
 　　

　　
   
　　同比條件，活化礦渣微粉技術(shù)比較普通礦渣微粉技術(shù)年增產(chǎn)增效777.6萬(wàn)元；每年降低生產(chǎn)成本439.2萬(wàn)元（20.92元/噸×20.9952萬(wàn)噸），二項(xiàng)多增加效益1216.8萬(wàn)元/年，每噸降低成本58元（1216.8萬(wàn)元/20.9952萬(wàn)噸）。所以，利用本技術(shù)在全國(guó)任何一個(gè)地區(qū)生產(chǎn)活化礦渣微粉，都具有明顯的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)及生產(chǎn)成本的競(jìng)爭(zhēng)能力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

6   結(jié)論
   
　　生產(chǎn)、應(yīng)用活化礦渣微粉，不但降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，還節(jié)約大量的能源，減少環(huán)境污染?；罨V渣微粉是國(guó)家科研成果，國(guó)家扶持的資源與環(huán)境項(xiàng)目領(lǐng)域—發(fā)展清潔與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵技術(shù)—工業(yè)固體廢物資源化處理技術(shù)。利國(guó)利民，應(yīng)大力推廣、應(yīng)用，轉(zhuǎn)化生產(chǎn)。

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