“分别粉磨”工艺实施方案

   对粒化高炉矿渣采用高细粉磨并采用分别粉磨的形式，是目前综合利用中最适用的工艺流程。工艺流程形式多样，可以是高细高产管磨机一级开路流程，也可以是普通球磨机、高效选粉机一级闭路流程；可以是立式磨一级闭路流程，也可以是辊压机与球磨机联合粉磨流程等等。这些流程的共同点是：必须将矿渣粉磨成高细粉（统称：矿渣微粉），即矿渣微粉中的颗粒80%≤50μm、比表面积≥380m2/kg，其中，≤10μm的超细粉约占30～40%。然后可以直接给混凝土搅拌站提供掺合料，或再与熟料粉合成不同强度等级的品种水泥。不同粉磨设备的工艺流程经济技术指标对比见表。 

  生产矿渣微粉不同工艺流程的经济技术指标

 部分单独粉磨矿渣微粉和高细粉煤灰工艺生产线投资表

注：表中高细矿渣粉比表面积：450 m2/kg；高细粉煤灰比表面积：550 m2/kg。

　　当前，有许多立窑企业随着国家宏观调控政策的出台，以及水泥工业产业结构调整的步伐进程，需要调整自己的产品结构，改变生产低强度等级水泥为主的现状，为循环经济作一点工作，以工业废渣综合利用作为今后的发展目标。也可以利用原水泥厂的闲置设备，进行技术改造而成为矿渣微粉生产基地。或购买少量水泥熟料，生产高混合材掺量的32.5级矿渣水泥或复合水泥。部分企业改造后的情况见表。

常见球磨机分别粉磨工艺流程图如下：

（一）球磨机分别粉磨合成水泥工艺流程（见图1）

 
 
 图1    球磨机分别粉磨合成水泥工艺流程  

　　如图1所示，用一台球磨机将粒化高炉矿渣粉磨成比表面积达到400m2/kg左右的矿渣微粉；用另一台球磨机将水泥熟料及石膏等物料粉磨到比表面积350m2/kg以上；然后分别进入水泥配料系统各自的储存库，根据市场需求和国家质量标准要求，将矿渣微粉和熟料、石膏粉，按比例计量、混合、均化、配制成不同强度等级的矿渣水泥。这样不仅使矿渣的活性得到充分发挥，水泥强度等级提高、使用性能得到改善；而且，矿渣的掺加量可以达到60%以上，水泥熟料既是碱激发剂，又是早期强度的保证；一吨熟料生产三吨水泥，不仅降低了生产成本，而且增加了经济效益。

（二）辊压机与球磨机联合粉磨工艺流程

图2   辊压机与球磨机联合粉磨工艺流程

　　如图2所示，配合料经过辊压机挤压粉碎之后，不能直接入磨；而是先经过打散分级机分选，细料（粒径≤2mm）送入球磨机水泥粉磨系统；粗料（粒径在2mm以上）返回辊压机再次挤压。球磨机水泥粉磨系统可以是普通球磨机一级闭路流程，也可以是高细高产磨一级开路流程。

　　通过打散分级机可以调控球磨机的入料粒度和系统循环负荷，辊压机和球磨机各自承担的的粉碎功能界限十分明确，通过优化各自的操作参数，使整个粉磨系统达到最佳运行状态。这种流程最大的特点是消除了辊压机的边缘效应，满足了辊压机过饱和喂料的要求；同时可以采用“低压大循环工艺”，减小辊压机的工作压力，延长辊套使用寿命，提高运转率；不必刻意追求辊压机出料中的合格细粉含量，充分发挥打散分级机的调控作用。实践证明：该工艺流程比普通球磨机一级闭路流程增产60%以上，降低单产电耗15～20%，不仅经济效显著，而且运行费用降低、维护检修工作量大为减小。

（三）立式磨水泥粉磨一级闭路流程

　　如图3所示，立式磨水泥粉磨一级闭路流程，主要分为粉磨功能区和混合功能区两大部分。粉磨功能区主要实现水泥熟料和混合材的分别粉磨；混合功能区主要实现按不同的产品标准进行各品种水泥的合成配置。立式磨在磨体内自成闭路粉磨系统。由于水泥立式磨的操作参数与生料粉磨不尽相同。容易产生水泥颗粒组成不合理，微细粉偏少，水泥早期强度低，泌水现象严重等问题；另外，水泥组份比生料易磨性差，磨辊、磨盘磨损严重。因此，立式磨粉磨水泥对设备材质要求高，分级装置结构应有所改进；操作维护具有一定的难度。直到2000年7月，我国国内第一条应用于水泥粉磨的立式磨终粉磨系统在安徽朱家桥水泥公司建成投产。采用德国制造的莱歇磨LM46，年产矿渣水泥70万吨，工艺流程如图3，实质上是一条熟料、矿渣分别粉磨、然后再合成水泥的工艺线；这样避免了气流分级过程中，水泥多组份颗粒分布不易控制的难题，对于确保水泥质量提供了方便条件。

图3   立式磨水泥粉磨一级闭路流程

（四）立式磨与球磨机分别粉磨合成水泥工艺流程

　　采用立式磨单独粉磨矿渣，可以利用立磨热风炉提供的热气，实现矿渣的烘干兼粉磨过程，合格的矿渣微粉进入矿渣粉库。省掉矿渣烘干机，简化生产流程。熟料、石膏或其它混合材用球磨机一级闭路系统粉磨，合格细粉进入熟料、石膏粉库。在水泥合成车间，根据市场需求和国家质量标准要求，将矿渣微粉和熟料、石膏粉，按比例计量、混合、均化、配制成不同强度等级的矿渣水泥或复合水泥。目前国内大型钢铁集团一般都采用这种工艺流程，一次性投资都在3000～5000万元以上，但经济效益的回报也是十分可观的。 

“分别粉磨”工艺主要注意事项

（一）粉磨平衡

　　一般来说，物料在粉磨过程中，粉磨时间越长，出磨产品粒度越细、单位产品的电耗越高。但是，随着粉磨时间的延长，物料比表面积逐渐增大，其比表面能也增大，因而，微细颗粒相互聚集、结团的趋势也逐渐增强。经过一段时间后，磨内会处于一个“粉磨↔团聚”的动态平衡过程，达到所谓的“粉磨极限”。在这种状态下，即使再延长粉磨时间，也难以将产品粉磨得更细，有时甚至使产品的表观粒度变粗。同时，磨机产量明显减少、粉磨能耗成倍增加、粉磨效率降低。这种现象在普通粉磨时并不明显，但在高细粉磨和超细粉磨中经常出现，也是粉磨生产必须认真解决的问题之一。最好的解决办法是：添加助磨剂。无机物一类非极性助磨剂，能形成物料颗粒表面的包裹薄膜，使表面达到饱和状态，不再互相吸引粘结成团块，增大磨内物料的流动性。并通过裂纹形成和扩展过程中的防“闭合”和吸附，降低颗粒硬度、减弱颗粒的强度，改善细颗粒的易磨性。由于磨内粉磨物料明显提高了物料连续通过磨机的速度；也改善了研磨介质的粉磨作用；助磨剂通过保持颗粒的分散，来阻止颗粒之间的聚结或团聚。粉磨粒度越细，使用助磨剂的效果越显著。

（二）粉磨工艺参数调整

　　粉磨矿渣时，由于入磨物料粒度的减小，球磨机磨内研磨体的平均球径必然要随之减小。一般来说，最大球的球径不要超过φ60。根据磨机的仓位，减大球、换小球。两仓磨，还应该将隔仓板前移，增大细磨仓长度。由于矿渣难磨，研磨体的装载量应适当高于磨机设计装载量，约增加10%左右，不要超过15%。
山东LB水泥制造有限公司将一台φ2.2×7米闭路球磨机改为开路筛分磨单独粉磨矿渣微粉，产品比表面积≥400 m2/kg，磨机台时产量达到6t/h，当加入5%左右的粉煤灰后，磨机台时产量提高到7t/h。综合电耗为65～70kwh/t。球磨机由双仓磨改为三仓磨，各仓比例为：L1:L2:L3=1:1:2.8；研磨体总装载量为33.5吨，级配与填充率见表 

φ2.2×7m三仓开路筛分磨研磨体级配与填充率

　　采用助磨剂后，必须使设备的工艺条件与之适应。物料在磨内的停留时间减少，因此必须改变研磨体与物料的比，即：料球比和循环负荷等。助磨剂在开流磨中使用，能增加细粉含量。在一般情况下，添加助磨剂使物料的流速加快，使物料细度相对流速的变化更加敏感。所以在开流磨中要特别注意对助磨剂添加方法的合理控制：一方面，通过对添加量的调整使物料流速不至于失控(即跑粗料)，另一方面，还要注意添加的稳定性和均匀性。在不改变磨内结构的条件下，还可以适当降低通风量以降低物料流速。

　　在圈流粉磨系统，要使选粉机与之匹配，保持成品细度不变，则可提高产量。在某一特定闭路磨机中，成品细度不变的情况下，循环负荷的大小决定于出磨物料的细度，反应了物料在磨机中停留时间的长短。循环负荷大，表明物料在磨机内停留时间短，出磨物料粗。循环负荷小，表明物料在磨机内停留时间长，出磨物料细。使用助磨剂后物料流速的加快会使物料在磨内通过的时间缩短。如果原系统循环负荷较大，物料停留时间较短，添加助磨剂后不对磨机系统进行适当调整，就容易造成磨内物料流速失控，使助磨剂的助磨作用降低或消失。同时，由于流速过快，物料得不到“充分”研磨致使出磨物料细度跑粗，循环负荷逐渐增加．时间一长会造成出磨物料量的成倍增加，磨尾提升机容易过载而使生产受到影响。

　　原系统循环负荷适中或者较小的磨机，不用调整内部结构使用助磨剂就可以达到满意的助磨效果。添加助磨剂后，在控制成品细度及磨机产量不变的情况下，如果循环负荷逐渐减小，表明原系统运行在合理的循环负荷下；如果循环负荷不降反而逐渐升高，表明原系统在高于合理循环负荷下运行，这时，如果不进行适当的系统调整，使用助磨剂后不但不会增产反而会影响正常生产。

　　在一般情况下，只要磨机运行状况良好，助磨剂就可以达到预期的助磨效果。如果要更充分的发挥助磨剂的作用效果，可以根据系统特点进行适当的调整，调整的原则就是既要控制物料流速，又要使系统在合理的循环负荷下达到最佳产量。在闭路磨机中使用助磨剂主要可以实现以下几方面的效果。首先，在保持磨机产量不变的情况下，可以调节选粉机，使磨机循环负荷恢复或者稍高于原来水平，从而使磨机总的喂料量逐渐稳定，这时产品的筛余细度下降，比表面积增加。其次，在此基础上，不改变选粉运行参数，保持产品细度不变，就可以增加喂料量，提高磨机台时产量。