立磨用于礦渣水泥粉磨技術(shù)探討

在采用立磨進(jìn)行水泥生產(chǎn)中，?；V渣盡管已成為水泥第二組分，但是其潛在活性遠(yuǎn)未得到充分發(fā)揮，礦渣水泥早期強(qiáng)度低即為其例證。粉碎機(jī)械力化學(xué)研究表明：粉磨過程不僅是粒子的細(xì)化過程，而且還往往伴隨有物料物理化學(xué)性能的改變，亦即該過程可提高材料的活性。依此論點，筆者通過在大志(無錫)AET技術(shù)研發(fā)中心試驗室的試驗，較系統(tǒng)地論述了水泥的不同粉磨技術(shù)以及粉磨工藝與硬化水泥漿體強(qiáng)度的關(guān)系，通過優(yōu)化粉磨過程，可提高礦渣水泥漿體強(qiáng)度，它比采用改善熟料礦物組成或添加激發(fā)劑等，以提高硬化水泥漿體強(qiáng)度的措施更為簡便易行。因此，通過優(yōu)化粉磨工藝來制備高強(qiáng)度摻量礦渣水泥也就具有重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價值。 

一、實驗

    1．實驗原料。所用的熟料密度為3.15g/cm3，3個率值分別為：硅度2.46、鋁率1.40、石灰飽和系數(shù)0.914。

    2．實驗內(nèi)容。①試樣制備。試驗用雙倉球磨機(jī)規(guī)格為2.2mx7.5m，填充率為33％，轉(zhuǎn)速為21.8r/min，制樣方式有：礦渣、熟料、石膏單獨粉磨后混合，混合操作在混料機(jī)中進(jìn)行，混合時間為8min；礦渣、熟料、石膏混合粉磨；礦渣預(yù)擠壓后混合粉磨。預(yù)擠壓礦渣的制備方法為：將一定量的經(jīng)過縮分、干燥的礦渣通過輥壓機(jī)，分別在100MPa、150MPa、200MPa的壓力下將礦渣壓成料餅，再把料餅打散，即得到預(yù)擠壓礦渣試樣。②試樣測試方法。采用VICOM.VDC圖像分析儀測定樣品粒度分布，用NTB型透氣比表面積測定儀測定試樣比表面積。水泥漿體強(qiáng)度測試方法為：按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，采用20mmx20mmx20mm凈漿試塊，手工攪拌、振動成型、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。

二、實驗結(jié)果討論

    1．粉磨工藝與礦渣水泥細(xì)度的關(guān)系。在研究單獨粉磨、混合粉磨以及礦渣預(yù)擠壓后，混合粉磨3種工藝對礦渣水泥產(chǎn)品細(xì)度的影響，當(dāng)不同礦渣摻量下，以比表面積經(jīng)時間變化，表示出混合粉磨效率試驗結(jié)果。其效果：①熟料單獨粉磨的效率遠(yuǎn)大于礦渣單獨粉磨效率；②將熟料和礦渣混合粉磨時，隨礦渣摻量的增加，粉磨效率逐漸降低，但降低的幅度并不與礦渣摻量成比例。如礦渣摻量為30％時，混合料粉磨的比表面積變化曲線接近于熟料單獨粉磨，而當(dāng)?shù)V渣摻量為70％時，混合料的細(xì)度變化趨勢則近似于礦渣單獨粉磨，說明隨礦渣摻量的變化，混合料的粉磨特性也發(fā)生了變化。由上述實驗結(jié)果可以得到以下初步結(jié)論：從粉磨細(xì)度考慮，當(dāng)水泥中的礦渣摻量小于30％時，混后粉磨工藝可提高產(chǎn)品比表面積；當(dāng)?shù)V渣摻量大于45％時，采用單獨粉磨后再混合的工藝將優(yōu)于混合粉磨工藝，但若用礦渣預(yù)擠壓后混合粉磨工藝則更佳。

2．粉磨工藝與礦渣水泥粒度分布的關(guān)系。礦渣摻量為30％時，混合粉磨產(chǎn)品的粒度分布曲線與熟料單獨粉磨的曲線很接近，而同熟料和礦渣單獨粉磨后再混合的產(chǎn)品粒度分布曲線相比，混合粉磨的物料呈現(xiàn)軟特性，其產(chǎn)品粒度細(xì)于單獨粉磨后苒混合的產(chǎn)品。反之，當(dāng)?shù)V渣摻量為50％、70％時，混合粉磨的物料呈現(xiàn)硬特性，其產(chǎn)品粒度大于單獨粉磨后再混合產(chǎn)品的粒度，而且粒度分布也比較寬。礦渣預(yù)擠壓后與熟料混合粉磨的產(chǎn)品粒度分布，明顯地比未擠壓礦渣與熟料混合粉磨產(chǎn)品窄，尤其是其產(chǎn)品中的粗顆粒含量顯著減少，表現(xiàn)出了體積粉碎的特征。 
    3．粉磨機(jī)理分析。不同粉磨工藝下產(chǎn)品細(xì)度及粒度分布的差別，可以從其粉碎機(jī)理上的差別來解釋。①易磨性差的組分(礦渣顆粒)起著傳遞荷載的作用。在運動過程中，如果磨球的能量大于熟料的破壞而小于礦渣的破壞能量時，礦渣顆粒將所承受到的應(yīng)力傳遞給周圍的熟料粒子，而使得熟料粒子接受粉碎能量的幾率增大，形成了一種所謂的粒子間粉碎現(xiàn)象，其結(jié)果是礦渣粒子促進(jìn)了熟料粒子的粉碎，成為熟料粒子粉磨過程中的微粉磨介質(zhì)。②易磨性好的組分(熟料顆料)的荷載緩沖作用。在混合粉磨過程中，兩種組分被均勻混合，由于熟料粒子較易被粉碎，形成的細(xì)小顆粒會在礦渣料子周圍形成緩沖層，從而使得礦渣粒子所接受的沖擊應(yīng)力減弱，粉碎幾率降低，粉碎產(chǎn)品中粗顆粒含量上升。③粉磨物料顆粒團(tuán)聚的幾率上升。由于易磨性差的組分的微介質(zhì)作用，使得在這些顆粒周圍產(chǎn)生了大量的微細(xì)粒子，在粉磨過程中，這些微細(xì)粒子不但容易包覆在礦渣粒子周圍，而且還由于礦渣粒子的錘焊作用而使得這些小粒子間團(tuán)聚的幾率上升。 
    4．粉磨工藝與礦渣水泥漿體強(qiáng)度的關(guān)系。不同粉磨方式下，礦渣水泥漿體強(qiáng)度與礦渣摻量及產(chǎn)品細(xì)度之間關(guān)系(所有試樣中的石膏摻量均為5％)試驗結(jié)果為：①當(dāng)?shù)V渣摻量為30％時，粉磨方式對3d、7d強(qiáng)度的影響不明顯，采用礦渣預(yù)擠壓后混合粉磨工藝或單獨粉磨工藝的28d強(qiáng)度略高于混合粉磨工藝；②當(dāng)?shù)V渣摻量為50％、70％時，采用礦渣預(yù)擠壓后混合粉磨工藝或單獨粉磨后再混合工藝的水泥漿體，28d強(qiáng)度顯著高于混合粉磨工藝；③在高礦渣摻量時，可通過提高水泥細(xì)度來增加水泥漿體強(qiáng)度，如采用礦渣預(yù)擠壓后混合粉磨工藝，摻70％礦渣(比表面積為600m2/kg)時，其漿體強(qiáng)度可與細(xì)度為300m2/kg、摻30％礦渣的水泥漿體強(qiáng)度相當(dāng)。
    不同粉磨工藝下，礦渣水泥漿體強(qiáng)度的差別顯然是由粒度分布不同所引起的，在混合粉磨過程中，由于微介質(zhì)效應(yīng)而使得產(chǎn)品中熟料粉磨過細(xì)、礦渣則較粗。由于熟料過細(xì)會使其水化速度過快，不利于成型搗實，而礦渣反應(yīng)率與細(xì)度關(guān)系很大，粗顆粒將限制礦渣反應(yīng)活性的發(fā)揮，因而漿體內(nèi)部大尺寸孔的數(shù)量較多，導(dǎo)致漿體強(qiáng)度下降。同時，當(dāng)?shù)V渣顆粒較大時，礦渣水泥的水化相當(dāng)微弱，而礦渣顆粒表面與漿體之間的粘接總是處于相對最弱處，這樣漿體的斷裂也就往往發(fā)生在礦渣顆粒表面，這也是混合粉磨工藝生產(chǎn)的礦渣水泥漿體強(qiáng)度低的一個原因。但混合粉磨工藝可以對水泥各組分的細(xì)度作合理匹配，既可使礦渣的活性得到充分發(fā)揮，又可使熟料水化后所產(chǎn)生的氫氧化鈣及時被礦渣玻璃體所吸收，使?jié){體結(jié)構(gòu)的密實性增加，水泥漿體強(qiáng)度得到充分發(fā)展。礦渣經(jīng)預(yù)擠壓后，易磨性得到了顯著提高，在其后的混合粉磨過程中，產(chǎn)品的粒度分布可得到顯著改善，從而提高了水泥漿體強(qiáng)度。

　　上述的實驗結(jié)果及分析表明，在高礦渣摻量下，宜采用單獨粉磨工藝或預(yù)擠壓后混合粉磨工藝。因為從粉磨能耗、粉磨工藝的簡便性及粉磨產(chǎn)品的質(zhì)量這3個方面來分析，單獨粉磨工藝或預(yù)擠壓后混合粉磨工藝均優(yōu)于混合粉工藝。

　　目前市場上采用HLM立磨進(jìn)行水泥生料粉磨，時產(chǎn)量達(dá)20噸，是水泥生料生產(chǎn)能手，桂林鴻程立磨性價比高。在全國各地都有生產(chǎn)線安裝投產(chǎn)運營廠家。桂林鴻程是實力雄厚的磨粉機(jī)廠家。是桂林示范性磨粉機(jī)廠家。