第七届中国水泥工业粉磨技术研讨会将在绵阳召开
由成都建筑材料工业设计研究院有限公司、西南科技大学、西南水泥有限公司联合主办的以“绿色低碳 科技赋能”为主题的第七届中国水泥工业粉磨技术研讨会将于2024年4月24日-26日在绵阳绵州酒店举办。
料层稳定剂在大型矿渣立磨生产中的应用
2017/03/09 11:55
来源：水泥杂志
立磨用来粉磨矿渣，无论是立磨、分级、选粉设备制造还是粉磨控制技术，目前都已经达到较高的应用水平。如何在现有矿渣立磨设备的基础上提高磨机台时产量和矿渣微粉的活性成为业内人士关注的焦点。......
引言
立磨用来粉磨矿渣，无论是立磨、分级、选粉设备制造还是粉磨控制技术，目前都已经达到较高的应用水平。如何在现有矿渣立磨设备的基础上提高磨机台时产量和矿渣微粉的活性成为业内人士关注的焦点。
目前，国内外对球磨机提高矿渣微粉产量的研究报道较多，而对矿渣立磨提高产量并且提高活性的研究并不深入，尤其是无法解决普通的“助磨剂”在矿渣立磨磨腔内210～350 ℃高温下分解或快速流失的问题。本文拟对矿渣立磨料层稳定剂的应用情况进行总结，为使用立磨生产矿渣微粉的厂家进一步节能降耗、提高矿渣微粉品质和进一步开发新型的料层稳定剂提供参考。
1、ZD-1015型料层稳定剂的性能
ZD-1015型料层稳定剂是由若干不同官能团经过化学接枝的具有胶粘和分散双重作用的无毒、无腐蚀、不易燃的接枝多糖类丙烯酸酯化合物，对混凝土无副作用。外观为棕色液体，密度（1.10±0.02） g/mL，pH值7.0±0.2。
ZD-1015型料层稳定剂在高温水汽的环境中，主要起胶粘作用，随着温度的降低，则主要起分散作用。胶粘力的主要来源是料层稳定剂的分子作用力，即范德华力和氢键力。借助于布朗运动在颗粒表面扩散，使颗粒界面的极性基团相互靠近，使颗粒间的距离进一步缩短到处于最大稳定状态。在此过程中，升温、施加压力等都有利于布朗运动的加强。随着温度的降低，这种力急剧减小，此时分散作用充分体现，从而增加细微颗粒的流动性。
矿渣立磨生产工艺中，矿渣需要保持10%左右的水分用于料层的稳定，热风炉要提供一定量的入磨温度为210～350 ℃的热风，保持立磨出口温度100 ℃以下，要求出磨矿渣微粉含水量小于1%。添加料层稳定剂在入磨初期，由于高温及水汽，料层稳定剂起胶粘作用，使得矿渣颗粒之间的缝隙减小，料层更加稳定，磨辊的碾压更加充分。随着矿渣颗粒被干燥和降温，料层稳定剂的分散作用得以发挥，矿渣微粉细微颗粒在分散成分的作用下，流动性增加，利于选粉机工作。因此提高了矿渣立磨的整体效率。
2、试验概况
三钢集团（龙海）矿微粉有限公司位于福建漳州市，一期工程于2008年6月投产，二期工程于2011年12月投产。两期项目共选用三套天津水泥工业设计研究院的TRMS32.3立磨矿渣微粉生产线，该项目可年产90万吨矿渣微粉，为福建省内生产矿渣微粉规模最大企业，设备技术为国内先进水平。龙海公司的矿渣来自三钢集团及三钢集团收购的钢铁企业，矿渣质量不太稳定，尤其是多雨天气及部分矿渣露天堆放数月，出现所谓“老渣”，其易磨性很差。在控制比表面积420m2/kg以上时，活性也不太稳定，因此，根据龙海公司立磨生产线工艺和设备状态，尝试采用某公司生产的ZD-1015型料层稳定剂来解决上述问题。
采用计量泵将ZD-1015型料层稳定剂通过软管滴加在定量皮带秤下的皮带矿渣料层上，随矿渣进入立磨系统，添加量为矿渣投料量的0.10%～0.12%。
3、添加料层稳定剂的影响
3.1对工况的影响
试验时间从2016年3月21日开始，料层稳定剂对矿渣立磨工况的影响见表1。
表1 料层稳定剂对工况的影响
由表1可以看出，随着料层稳定剂的加入，立磨工况状态平稳，与试验前的工况参数对比无任何异常变化和波动。由此可见料层稳定剂对矿渣立磨的工艺没有任何负面影响。
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3.2对产能及活性的影响
试验时间从2016年3月24日开始，料层稳定剂对矿渣立磨产能及性能的影响见表2。
表2 料层稳定剂对矿渣微粉产能及活性的影响
注：1）矿渣微粉活性检测系委托福建省建筑工程质量检测中心有限公司厦门分公司检测。2）活性、流动度比及含水量数值为“样品均值”。
由表2可以看出，随着料层稳定剂的加入，当料层稳定剂掺量为0.10%时，矿渣立磨的台时产量可以逐渐提高并最后稳定在12.7%；料层稳定剂掺量为0.12%时，矿渣立磨的台时产量可以提高到14.5%，而出料矿渣微粉比表面积不受影响。矿渣微粉的活性提高7%～10%，流动度比、含水量无变化。
3.3对混凝土性能的影响
混凝土试验的配合比为：水泥∶水∶砂∶石∶矿渣微粉= 288∶209∶780∶1 033∶72 (kg/m3)。基准矿渣微粉与添加料层稳定剂的矿渣微粉在混凝土中的掺量相同，均为20%。试验数据见表3。试验依据为GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法》及GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》。
表3 对混凝土性能的影响
由表3可以看出，添加料层稳定剂后的矿渣微粉，其混凝土的抗冻抗渗性能均与未掺料层稳定剂的矿渣微粉一致，同时混凝土的抗压强度有所提高。
4、综合效益分析
长期以来，用于矿渣微粉生产的立磨单位产品电耗在38～45 kWh/t，除了原材料的价格因素，吨矿渣微粉综合生产成本为45～50 元。
添加料层稳定剂前的产量3 564 t/d，添加料层稳定剂后的产量4 018～4 082 t/d，提产454～518 t/d，而电耗未增加，其提产效益十分明显。
5、结论
通过龙海公司在TRMS32.3立磨矿渣微粉生产线上的试用考察，总结如下：
1)矿渣立磨专用ZD-1015型料层稳定剂产品不会对矿渣立磨的工艺产生负面影响，产能提高12%～14%，提产效果较为明显。由于产能的提升，产品生产成本降幅明显。
2)使用ZD-1015型料层稳定剂产品后，对矿渣微粉产品质量不会造成不良影响。7 d、28 d活性平均提高了7%～10%。
3)在矿渣质量较差时（老渣或钢厂矿渣水淬工艺不良），可考虑采用ZD-1015型料层稳定剂产品来提升矿渣微粉产量和品质。
4)添加料层稳定剂后的矿渣微粉，其混凝土的抗冻抗渗性能均与未掺料层稳定剂的矿渣微粉一致，其混凝土的抗压强度有所提高。
5)在大型矿渣立磨生产线上使用高效无害的料层稳定剂产品，对增强矿渣微粉生产企业的市场竞争力、促进企业的发展与节能环保具有重要意义。
编辑：俞垚伊
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