水泥助磨劑多功能化是必然趨勢

  一、助磨劑多功能化的必然性
  1.我國絕大多數(shù)地區(qū)水泥產(chǎn)能已經(jīng)飽和或過剩,提產(chǎn)的需求已經(jīng)不迫切。

  2.近年來,新建、擴建的水泥生產(chǎn)線都有熟料預(yù)破碎系統(tǒng)及高效選粉系統(tǒng),磨機產(chǎn)量已大幅提高。例如,椎4.2×13m 磨機產(chǎn)量已達240t/h,提產(chǎn)的空間已經(jīng)不大。

  3.許多磨機水泥粉磨電耗已經(jīng)降至35kWh/t以下,磨機提產(chǎn)15%,只能節(jié)電5kWh/t 左右,一些有余熱發(fā)電的企業(yè)平均電費已降至0.4元/kWh 以下。由于提產(chǎn)節(jié)約的電費低于使用助磨劑的費用,因此,只有在水泥助磨劑中復(fù)合更多的其他功能(而不僅僅是助磨),才能適應(yīng)市場的需要,這也是水泥助磨劑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

  二、助磨劑多功能化發(fā)展現(xiàn)狀
  1.水泥企業(yè)需求狀況
  市場是水泥助磨劑行業(yè)發(fā)展的導(dǎo)航儀。根據(jù)筆者近幾年的調(diào)查和分析,水泥生產(chǎn)企業(yè)對助磨劑的需求大致分為4類:
 ?。?)要求提高磨機產(chǎn)量15%~20%,以提產(chǎn)為主要目的。這類企業(yè)大約占5%~10%。
 ?。?)要求增加混合材6%~8%、提產(chǎn)10%左右,以降低成本為主要目的。這類企業(yè)約占65%~70%。
 ?。?)要求提產(chǎn)10%左右、增加混合材2%~4%、水泥性能(需水量、凝結(jié)時間)基本不變,在降低成本的同時一定要保證水泥質(zhì)量。這類企業(yè)約占15%~20%。
 ?。?)其他特殊要求,如延長水泥凝結(jié)時間、減少坍落度經(jīng)時損失等。這類企業(yè)約占5%。

  2.助磨劑企業(yè)生產(chǎn)狀況
  我國助磨劑生產(chǎn)企業(yè)大約有300多家,生產(chǎn)的助磨劑也有多種。關(guān)于助磨劑的品種,如果按外觀分,有固體助磨劑和液體助磨劑兩種。按功能分,有提產(chǎn)型、提產(chǎn)增強型、緩凝型等多種。固體助磨劑基本上都是提產(chǎn)增強型,在水泥中的摻量為0.5%~0.8%。而液體助磨劑中,提產(chǎn)型摻量為0.02%~0.03%,提產(chǎn)增強型摻量為0.1%~0.2%。目前,我國助磨劑年產(chǎn)量到底有多大,還沒有權(quán)威的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。如果以助磨劑類型來統(tǒng)計,則提產(chǎn)增強型的多功能助磨劑生產(chǎn)量約占助磨劑生產(chǎn)總量的85%~90%。

  三、助磨劑多功能化益處多
  1.減少物料粘球、粘磨、團聚,降低粉磨電耗,提高磨機產(chǎn)量。2000年施行水泥強度檢驗新標(biāo)準(zhǔn)(ISO標(biāo)準(zhǔn))后,我國水泥細度控制指標(biāo)平均下降了2%~3%。伴隨水泥細磨出現(xiàn)物料粘球、粘磨、團聚現(xiàn)象,阻礙研磨體對物料的粉磨,導(dǎo)致磨機電耗增加、產(chǎn)量下降。而水泥細度越細,粉磨阻力越大。

  粘球、粘磨、團聚現(xiàn)象的產(chǎn)生,源于水泥細顆粒表面過剩的電荷、價鍵力、表面能等。而助磨劑是帶極性基團的分子,它們很容易被吸附到細顆粒的表面,使水泥細顆粒表面過剩的電荷、價鍵力、表面能等降低或消除,從而避免粘球、粘磨、團聚現(xiàn)象的產(chǎn)生。由于粉磨阻力降低,產(chǎn)量隨之提高,電耗隨之下降。

  2.提高選粉機效率。由于助磨劑對水泥顆粒的分散作用,使得細小的顆粒不會形成大顆粒被帶回到回粉中,更多細粉作為成品排出,選粉效率提高10%~20%,循環(huán)負荷降低50%~100%。

  3.降低出磨水泥溫度。水泥經(jīng)粉磨后溫度升高,其原因一是研磨體撞擊、摩擦產(chǎn)生熱,這種熱可以通過優(yōu)化磨機參數(shù)(級配、填充率、研磨體幾何形狀等)降低;二是微裂紋愈合、顆粒團聚、細顆粒與研磨體及襯板黏結(jié),使水泥顆粒的表面能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,這部分能量是可以通過助磨劑的作用降低的。根據(jù)我們許多的大磨實踐,使用助磨劑后出磨水泥溫度可以下降5℃~10℃。

  4.改善水泥顆粒級配,進而改善水泥及混凝土性能。使用助磨劑后,在混合材摻量相同的情況下,水泥中≤3μm 的顆粒減少1%~4%,而3~30μm的顆粒增加3%~6%,≥45μm 的顆粒減少1%~2%?!?μm 的顆粒需水量大、水化快,因此≤3μm 的顆粒減少對減少水泥需水量及混凝土坍落度經(jīng)時損失均有利。而≤3μm的顆粒雖然水化快,對水泥1~3天強度貢獻大,但由于其水化快,形成的水泥石結(jié)構(gòu)不密實,過細的水泥顆粒對28天強度及混凝土耐久性都不利。

  眾所周知,3~30μm 的顆粒增加對提高水泥3~28天強度都是有利的。而3~30μm 的顆粒的增加,則是通過減少≤3μm 和≥45μm 的顆粒來實現(xiàn)的?!?5μm 的水泥顆粒,由于其內(nèi)核(1~10μm )被水化物包裹是永遠不能水化的,而以集料的形式(同砂、石)存在于混凝土中。因此,減少≥45μm的水泥顆粒數(shù)量,既有技術(shù)效益,又有經(jīng)濟效益。

  5.節(jié)能降耗,減排利廢。增強型助磨劑在保持水泥強度不變的情況下,可以增加混合材摻量6%~8%,節(jié)約熟料6%~8%。一方面,它可以降低生產(chǎn)水泥時的能源和資源消耗;另一方面,它可以減少二氧化硫、氮氧化物等廢氣的排放,既有經(jīng)濟效益,又有環(huán)境效益。假設(shè)按我國14億噸水泥產(chǎn)能來算,節(jié)約6%的熟料,1年就是6000萬噸,相當(dāng)于可以少建20條日產(chǎn)1萬噸的水泥生產(chǎn)線。

  6.水泥顆粒分散性好,可以解決散裝水泥卸不干凈的問題。

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