本文對(duì)多種助磨劑的使用效果和作用機(jī)理進(jìn)行了研究。不同的助磨劑針對(duì)不同的水泥熟料、混合材料生產(chǎn)的水泥，對(duì)水泥性能的影響有所不同。助磨效果可以從45μm篩篩余量、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、顆粒組成及分布、強(qiáng)度指標(biāo)等來(lái)評(píng)價(jià)。助磨劑的機(jī)理主要是減少粉碎阻力，防止團(tuán)聚，提高流動(dòng)性，從而加強(qiáng)了料和球的作用頻率和效率。
0 前言
在水泥中，粉磨是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，也是一個(gè)極其耗能的環(huán)節(jié)，占整個(gè)水泥生產(chǎn)電耗的三分之二以上。我國(guó)的水泥企業(yè)大多使用球磨機(jī)來(lái)粉磨水泥熟料，其能量利用率極低，為了提高粉磨效率，降低粉磨作業(yè)電耗，常常采用兩種措施：一是通過(guò)改進(jìn)粉磨機(jī)械的結(jié)構(gòu)，改進(jìn)粉磨作業(yè)工業(yè)流程和粉磨方式，達(dá)到節(jié)能的目的，這需要增加設(shè)備投資和動(dòng)力消耗；另一種方法則是在粉磨過(guò)程中加入少量添加劑即助磨劑來(lái)達(dá)到提高粉磨效率的目的，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不必較多的投資就可以獲得較大的效益。
目前進(jìn)入我國(guó)水泥行業(yè)的國(guó)外助磨劑生產(chǎn)企業(yè)有以美國(guó)為主的跨國(guó)企業(yè)格雷斯公司、希普公司，德國(guó)的巴斯夫化學(xué)公司，瑞士的西卡公司和克虜西公司，意大利的馬貝公司，英國(guó)的富斯樂(lè)公司，等等。他們用于助磨劑的主要原料是脫糖木質(zhì)磺酸鈣、碳黑、磷酸三鈣、醋酸胺、乙二醇、丙二醇等；而我國(guó)主要使用三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、二乙醇胺等。國(guó)外液體助磨劑的用量一般在0.08%以下，粉體助磨劑在0.3%以下；而我國(guó)生產(chǎn)的液體助磨劑用量一般在0.1-0.15%左右，粉體助磨劑在0.5%以下。根據(jù)國(guó)內(nèi)幾家大型助磨劑生產(chǎn)企業(yè)公布的銷售數(shù)據(jù)估算：2008年，我國(guó)水泥企業(yè)使用的粉體助磨劑約120萬(wàn)噸、液體助磨劑約25萬(wàn)噸，使用助磨劑的水泥產(chǎn)量超過(guò)了全國(guó)水泥總產(chǎn)量的30%。
客觀地說(shuō)，進(jìn)入我國(guó)的幾家國(guó)外助磨劑生產(chǎn)企業(yè)的管理水平和產(chǎn)品質(zhì)量，明顯高于國(guó)內(nèi)助磨劑生產(chǎn)企業(yè)。但助磨劑畢竟是一個(gè)在使用上個(gè)性化極強(qiáng)的產(chǎn)品，不同的水泥原料、生產(chǎn)設(shè)備、工藝條件、管理水平，都會(huì)直接影響助磨劑的使用效果。為了使助磨劑在一定的使用區(qū)域內(nèi)，提高助磨劑的適應(yīng)性，進(jìn)行了課題研究。
1 試驗(yàn)研究
1.1實(shí)驗(yàn)用原料
粉磨物料分別選用回轉(zhuǎn)窯熟料、石煤渣、石灰石、磷石膏，其化學(xué)成分見(jiàn)表1，熟料率值見(jiàn)表2
助磨劑：三乙醇胺（TEA），稀釋到45%濃度。K為深圳某外加劑廠產(chǎn)品。X為江蘇某外加劑廠產(chǎn)品。改性水泥助磨劑BWJ為本課題組的配方：主要有四種物質(zhì)組成：A、C、D為非離子表面活性劑，B為陰離子表面活性劑，E為水。BWJ由ABCDE按一定比例復(fù)合而成，濃度為45%，密度為1.08-1.16g/cm3。
表1 各種原材料的化學(xué)分析（%）
原料名稱 Loss SiO2 Fe2O3 AL2O3 CaO MgO SO3 旋窯熟料 0.20 21.60 3.20 4.67 64.33 3.57 0.73 石煤渣 6.38 64.60 4.06 7.29 9.86 2.95 2.58 石灰石 37.00 10.42 0.98 2.16 44.77 2.68 0.20 氟石膏 1.38 0.65 0.16 0.48 40.18 0.20 55.35
表2 熟料的率值及礦物組成?
|
KH |
n |
p |
C3S/% |
C2S/% |
C3A/% |
C4AF/% |
C3S+C2S/% |
C3A+C4AF/% | |
|
熟料 |
0.87 |
2.38 |
1.46 |
53.9 |
21.5 |
7.0 |
9.7 |
75.4 |
16.7 |
熟料f-CaO含量為1.40%。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
細(xì)度檢測(cè)依據(jù)GB/T1345-2005，比表面積按GB/T8074-2008，顆粒分布測(cè)定通過(guò)激光粒度分析儀測(cè)定，水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)依據(jù)GB/T17671-1999,氯離子含量及堿含量測(cè)定依據(jù)GB/T176-2008。
表3 助磨劑對(duì)水泥性能及膠砂強(qiáng)度的影響
編號(hào) 助磨劑 摻量/% 45um篩篩余/% 比表面積/m2/kg 標(biāo)準(zhǔn)稠度/% 抗折強(qiáng)度/MPa 抗壓強(qiáng)度/MPa 氯離子/% 堿含量/% 3d 28d 3d 28d XK-0 空白 0 16.8 320 26.6 4.7 7.3 22.4 41.0 0.012 0.90 XK-1 TEA 0.05 12.6 322 27.0 4.8 7.0 24.0 39.2 0.012 0.90 XK-2 K 0.05 13.0 340 27.0 4.9 7.4 23.8 44.8 0.012 0.90 XK-3 X 0.05 13.6 348 27.2 4.9 7.7 24.0 45.0 0.012 0.90 XK-4 BWJ 0.05 10.9 356 26.8 5.0 7.6 24.8 46.0 0.012 0.90
