高磨温水泥助磨剂的应用研究

　　前言

　　水泥助磨剂能大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象，并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势。水泥助磨剂也能显著改善水泥流动性，提高磨机的研磨效果和选粉机的选粉效率。作为一种化学添加剂，助磨剂还能改善水泥颗粒分布并激发水化动力，从而提高水泥早期强度和后期强度。

　　水泥助磨剂发展至今，它对提高水泥磨机的台时产量和水泥各龄期的强度等具有一定的改善作用，普遍应用于各大水泥厂的生产线上。但有些水泥厂的熟料烧成系统自身冷却系统较差，导致进入磨机的水泥熟料温度较高，这样会使物料带入磨机大量热量，加之粉磨过程中球磨机机械能转化为热能，导致磨机内温度较高，易使水泥因静电吸引而凝结，严重的会黏附在研磨体和衬板上，降低粉磨效率。而应用普通液体助磨剂提高较高磨温状态下水泥粉磨效率，效果却不明显。为此，研究人员反复试验，应用含有聚乙烯醇水溶液、十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠等的复合配方，开发出专门适应高磨温条件下的水泥助磨剂，从而有效解决了普通助磨剂不能适应磨内高温的突出问题。该研究项目成果已获江苏省科技厅“高新技术产品”的认定。

　　实验原料和方法

　　1.原材料(助磨剂)

　　A普通助磨剂：0.1%掺加量。

　　B高磨温助磨剂：0.1%掺加量。

　　熟料取自宁夏某水泥厂。由于该公司水泥烧成系统冷却机效果较差，熟料出冷却机温度达120摄氏度以上。虽然入磨前已在熟料库中放置了24小时，但由于库内散热效果差，熟料入磨前经喷水冷却后，其温度仍在80～100摄氏度之间。在粉磨作业过程中，磨由研磨体研磨后产生热能，更使磨内温度高达120摄氏度以上。

　　2.实验方法

　　磨机规格：1台Φ4.2×13m磨机，前置辊压机闭路磨配置。

　　根据水泥各种物料配比入磨机粉磨，粉磨后的水泥性能，通过以下方法进行表征：根据GB1345水泥细度的检验方法使用45um筛筛析法测试细度；根据GB/T17671采用ISO法进行水泥胶砂强度测试；按照JC/T721-2006《水泥颗粒级配测定方法 激光法》测定水泥的颗粒级配；根据GB/T1346-2001规定的水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法，测试试验水泥的标准稠度、凝结时间和安定性。

　　实验结果及分析

　　1.细度和磨机台时产量分析

　　本实验取45um筛余进行分析。从表3可以看出，掺加A助磨剂水泥细度相对于空白水泥，没有明显变化，B助磨剂较基准筛余量减少了40%。说明A助磨剂在磨机中没有发挥出助磨剂助磨分散的作用，B助磨剂中因含有聚乙烯醇等高沸点化合物，在粉磨环境温度达到120摄氏度的情况下，依然具有良好的助磨性能，起到降低物料的表面能，减弱分子引力集聚作用的效果，可有效帮助颗粒在外力做功时加速裂纹的扩展，从而提高粉磨效率。

　　从表4可以看出，加入A助磨剂磨机台时产量相对于空白样没有明显变化。加入B助磨剂之后，相对于空白样，水泥磨机台时产量增加13.1%。因为加入高磨温助磨剂之后物料在磨内的流速会加快，使其在磨内的停留时间缩短，减少了过粉磨现象，出磨物料的细度随之发生变化，进而磨机台时产量提高。

　　2.抗压强度分析

　　从表5可以看出，A助磨剂相对于空白样3天和28天强度都没有明显变化。B助磨剂相对于空白样3天强度增加3.42Mpa，28天强度增加3.06Mpa。因B助磨剂中含有的聚乙烯醇水溶液可以激发潜在水硬性材料的水化活性，从而能够提高水泥早期和后期强度。强度提高是进一步掺加混合材的前提，多掺加混合材可以降低水泥成本，提高性价比。

　　3.颗粒分布

　　水泥的颗粒分布情况是影响水泥性能的重要因素，不同的颗粒分布直接影响水泥的化学和力学特性。大量实验表明,水泥的最佳颗粒级配为：3~32um颗粒＞65%，＜3um颗粒＜10%。一般情况下，0~3um颗粒决定1天强度，3~32um颗粒影响28天强度，大于60um颗粒基本上只起到填充的作用。

　　从表6可以看出，加入A助磨剂相对于空白样颗粒级配没有明显变化，加入B助磨剂3~32um分布率比空白样大，这与所测的强度变化趋势是一样的。

　　4.结论

　　经过以上的大磨实验应用和分析可以得出以下结论。

　　（1）高磨温水泥助磨剂可以降低物料的表面能，减弱分子引力所产生的集聚作用，帮助外力做功时颗粒裂纹的加速扩展，从而提高粉磨效率，实现球磨机优质、节能、高产的目的，可以降低水泥细度和提高磨机台时产量。

　　（2）高磨温水泥助磨剂可以显著增加水泥的3天和28天强度。

　　（3）高磨温水泥助磨剂可以优化水泥颗粒级配，增加3~32um颗粒分布。