如何使水泥助磨剂在节能减排中发挥更大的作用
使用水泥助磨剂几乎不需要增加固定投资，便能取得可观的经济、社会和环境效益。通常使用助磨剂所能取得的效果是：①
增加磨机产量5~30%，每吨水泥粉磨电耗相应下降带来效益1~2元；②增加3天、28天强度2~6MPa，如果保持原来的强度可以相应增加4~8%混合材，节约4~8%的水泥熟料，降低成本5~10元左右；③磨机易磨件的更换和维修费用在使用助磨剂后会节省1~2元/吨。水泥使用助磨剂的成本为每吨4~8元，所以使用助磨剂后的直接经济效益每吨水泥约为3~6元。如果提产的话，劳动力成本相应下降，几乎没有工厂计算这方面的效益。
当前，我国经济工作主要围绕转变发展方式和调整经济结构来开展，而发展低碳经济是今年经济工作的重要内容之一。所谓“低碳经济”，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源及碳酸盐等高碳资源的消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展模式。
使用助磨剂更重要的意义在于节能减排，实行低碳经济。预计今年末，至少将有6亿吨水泥掺用助磨剂，如果这6亿吨水泥平均台时提高10%，平均每吨水泥可节电3度左右的话，共节电18亿度。这6亿吨还可能提高混合材掺量5%，这样可少用3千万吨熟料，煅烧熟料每吨耗电60度，由此又可以节电18亿度，煅烧每吨熟料需耗用110公斤标煤，由此可节省标煤330万吨。在减少CO2排放方面，生产1吨水泥熟料需用1.2吨石灰石，排放528公斤CO2，少用3千万吨熟料可减少排放1584万吨CO2。前述两项节电共36亿度，如果是火电厂供电，以平均吨煤发电2000度计，节煤180万吨，加上烧熟料节煤330万吨，共节煤510万吨，每吨煤排放CO2按2.38吨计算，相当于减排1214万吨CO2，加上由少用石灰石减排的1554万吨，共减排2798万吨CO2。所以今年使用助磨剂预计可以少用石灰石3600万吨，节煤510万吨，少排CO22798万吨。这样可以保护环境，节省天然能源，为子孙后代所用，大幅减弱温室效应。
2009年我国熟料产量10.79亿吨，CO2排放量约8.6亿吨，若水泥工业总产值按5700亿元（现值）计算，则万元产值C
O2排放量约15.2吨，相当于全国平均水平的7.85倍，仍然很高。因此，如何加大节能减排的力度，将水泥单位产值的CO2排放量降下来，是水泥工业面临的一大课题，也是一项不可回避而又十分艰巨的战略任务。
最近两年我国助磨剂使用普及率增速迅猛。截至2008年底，我国有200家左右的助磨剂厂，其中102家加入水泥助磨剂分会，使用助磨剂生产的水泥已占总产量的30%～40%。2008年我国颗粒粉状助磨剂产量超过150万吨，液体助磨剂超过25万吨。2009年底，助磨剂厂家超过600多家，水泥协会助磨剂分会会员超过150多家，助磨剂普及率超过50%。今年底助磨剂使用普及率有望突破70%。
韩愈在《劝学解》中的名言：“业精于勤荒于嬉,行成于思毁于随”。虽然使用助磨剂的厂家越来越多，但使用效果有待于提高。要使助磨剂在节能减排中发挥更大的作用，水泥厂应从下列几个方面着手。
1.怎样检测助磨剂的使用效果？
相当多水泥厂不知道使用助磨剂后到底取得怎样的效果，大磨小磨试验结果，“真真假假，假假真真，像雾里看花，看不清真面目”。下面是工厂所做的小磨和大磨结果。
河北某水泥厂采用北京产液体助磨剂，掺量0.035%。助磨剂由罐车送往该厂，半月左右一次。该厂对每批进厂助磨剂均做小磨试验。表1列出了连续10次小磨试验掺助磨剂水泥与无剂水泥物理性能测试值之差以及统计的结果。由差值变化范围可知，单次测量的波动较大，掺助磨剂的水泥经粉磨后3天抗压强度从降低3.5MPa到增加5.3MPa。假如做一次小磨试验，3天强度下降了，你就会判断所测助磨剂不好而放弃，这可能是错误的结论。另一次试验得出3天强度提高5.3MPa，你会认为助磨剂很好，实际可能并不那么好。
表1 河北省某水泥厂助磨剂小磨试验误差统计
|
|
比面积m2/kg |
0.08mm筛筛余% |
稠度 |
初凝min |
终凝min |
3天强度，MPa |
28天强度，MPa | ||
|
折 |
压 |
折 |
压 | ||||||
|
1 |
9.5 |
-0.7 |
1.1 |
-4 |
-16 |
-0.1 |
-0.1 |
-0.2 |
3.9 |
|
2 |
1.0 |
-0.3 |
1.0 |
-5 |
+2 |
0.2 |
0 |
0.4 |
8.5 |
|
3 |
2.0 |
-0.4 |
1.3 |
-6 |
-1 |
-0.5 |
-3.5 |
-1.0 |
1.3 |
|
4 |
-9.5 |
-0.4 |
0.8 |
+5 |
+8 |
0.2 |
-2.1 |
-0.5 |
0.6 |
|
5 |
-15.1 |
-0.2 |
0.9 |
-2 |
-5 |
-0.3 |
-0.1 |
-1.0 |
3.6 |
|
6 |
-6.7 |
-0.1 |
0.4 |
-5 |
-5 |
0.2 |
5.3 |
-0.2 |
-1.3 |
|
7 |
2.7 |
-0.8 |
0 |
-40 |
-50 |
0 |
0.3 |
0 |
4.0 |
|
8 |
5.6 |
-0.3 |
0.8 |
+1 |
-3 |
0 |
-0.8 |
0.1 |
0.7 |
|
9 |
11.2 |
-0.1 |
-0.1 |
-9 |
-14 |
0.3 |
0.3 |
-0.5 |
4.1 |
|
10 |
8.5 |
-0.1 |
0.3 |
-6 |
-27 |
-0.2 |
-0.1 |
-0.2 |
2.6 |
|
差值变化范围 |
-15.1—11.2 |
-0.8—-0.1 |
-0.1—1.3 |
-40—+5 |
-50— |
-0.5—0.3 |
-3.5—5.3 |
-1.0—0.4 |
-1.3— |
表2为广东某水泥厂18天大磨试验数据的统计，该表也说明了类似的规律性。一天的单项试验数据波动大，拿28天抗压强度来说，你运气好，随机碰上了34.8MPa，你的助磨剂被水泥厂接收；碰上29.6MPa，倒霉！18天结果的平均值可认为是近似真值，标准偏差和变异系数表示筛余、凝结时间和强度测定值对近似真值的偏差和相对误差。
表2 广东某水泥厂大磨试验数据统计
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检测项目 |
0.08mm筛筛余 |
初凝 |
终凝 |
3天强度，MPa |
28天强度，MPa | ||
|
折 |
压 |
折 |
压 | ||||
|
极值 |
3.4～4.6 |
151～221 |
243～249 |
3.4 ～4.5 |
15.6～20. |
25.9～7.0 |
29.6 ～34.8 |
|
平均值 |
3.9 |
191 |
264 |
4.0 |
18.8 |
6.5 |
32.6 |
|
标准偏差 |
0.4 |
19 |
15 |
0.3 |
0.3 |
1.1 |
1.4 |
|
变异系数 |
10 |
10 |
5.7 |
7.5 |
5.1 |
5.9 |
4.3 |
试验、观察和调查所得数据有一定的离散性，随着试验次数的增加或调查数据的增多，平均值逼近真值，标准偏差缩小。这是普遍的规律。我们的任务是搞清楚造成球磨机试验数据波动的原因，采取有效措施提高数据的复演性。此外要研究用少数次的试验或较短时间的试验得出可靠准确结果的方法。
影响球磨机试验的因素很多，主要与水泥成品原料、水泥磨机系统和物理检测误差三个方面有关。入磨熟料、石膏和混合材的质量一直在变化，其温度和含水量和天气息息相关。磨机系统一直处于变动状态，磨温和磨内风速一直随入磨料温度、湿度和环境温度而变，磨内研磨体、隔仓板、衬板天天磨损，效率逐渐下降。水泥物理检验尤其是强度数据波动较大，一个合格的试验室的重复性以变异系数表示，好的在1%一3%之间。在合格试验室之间的再现性，用变异系数表示，可达6%。
小磨试验是检验助磨剂好坏的一种经济简便的试验方法。然而，小磨试验误差大，影响试验结果的因素较多，如果不用心去做，可能会产生不真实的结果，以致产生误导。要取得可比性好的小磨试验数据，必须严格控制各种试验条件，选取具有代表性的原料，认真细致地去做。如要结果真实可靠，还要多次重复试验。小磨试验结果在一定程度上能预见被试助磨剂在大磨上的使用效果。但是，由于小磨与大磨差别大，小磨试验并不能代替大磨试验。
大磨试验一定要在水泥厂的设备和原料处于比较稳定的时期。要取得比较可靠又接近真实的结果，只有认真对待，多做试验。应该严格控制和稳定各种影响试验结果的因素。不加助磨剂的对比样和助磨样选取一定要有代表性，而且不能取一个。
2. 重视水泥原料的均化
不少水泥厂对原料均化的重要性认识不足，未采取任何均化措施，造成水泥质量波动很大，这也是这类水泥厂使用助磨剂效果不佳的主要原因。
3. 配料计量系统要经常维修校正
有些厂计量称误差太大，不能准确控制水泥各组分的比例。有些厂的计量系统太老，应升级改造。
4. 控制入磨料的粒度
细料通过隔仓板蓖孔较快，大块料在一仓经多次破碎才能进入二仓，造成物料配比变化。如物料经细破入磨，则产量和电耗均下降，水泥质量稳定。
5. 控制入磨料水分
入磨料综合水分过多或太少都不利于粉磨，水分太多粉体容易粘聚，造成包球糊磨，水分太少则粉体剩余电荷不易消除。一般入磨料综合水分控制在2.5%左右。大家知道，入磨料水分超过2.5%时，磨机喂料和出料缓慢，开始出现包球糊磨、过粉磨和产量下降现象。当水分达3.5%时，一般磨机产量下降8~10%。水分超过5%时，干法磨机无法运行。在高湿季节或雨天，进系统的湿空气对粉磨、选粉、收尘造成不小的困难，使水泥产量质量进一步下滑。
6. 控制入磨料温度
根据报道, 进入磨机总热量中物料带入的热量约占15%～20%,
磨机粉磨输入功耗产生的热占75%～80%，空气带入的占3%。磨内温度过高时，物料的易磨性变差，细粉颗粒破碎断裂时产生的电荷不易被平衡，而容易聚结在一起或吸附在研磨体和衬板上，降低粉磨效率。当入磨物料温度高于50℃时，磨机产量即受影响，超过80℃时，水泥磨产量下降10~15%，电耗上升14~25%。磨内高温持续时间较久时，与正常情况时相比，磨机产量下降29~40%，电耗上升39~61%。大气高温高湿对磨机也有明显的不利影响。如夏天38℃以上的高温有如下作用：①磨内积聚的热量不易散发；②出窑的高温熟料不易冷却；③场地混合材和石膏被加温；④磨内通风受阻；⑤进入磨机的空气带入更多的热量。其综合影响可能是出磨水泥温度提高4~5℃，产量下降2~3%。
助磨剂的使用是一面镜子，可以反映出水泥厂粉磨工艺和设备存在的问题，同时向水泥企业提出在混合材选择、工艺流程完善、研磨体级配调整等方面的合理化建议。
水泥助磨剂的用量一般在0.01~0.5%，可谓小剂量大效益，四两拔千斤。一些水泥厂认为，只要将助磨剂往水泥磨中一加就会取得效果，这是一种误解。要使用助磨剂，水泥粉磨工艺和设备必须具备一定的条件。只有水泥厂与助磨剂厂密切合作，互相适应，才能取得助磨剂使用的最佳效果。
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