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      高磨溫水泥助磨劑的應用研究

      來源:原創 瀏覽:780 發布日期:2019-12-05

      摘要:介紹了高磨溫水泥助磨劑在寧夏某水泥廠水泥粉磨過程的實際應用及效果,探討了高磨溫水泥助磨劑在水泥粉磨過程中的作用機理。結果表明:高磨溫水泥助磨劑對提高水泥磨機臺時產量,提高水泥各齡期強度及水泥的其他性能具有明顯效果。

      1、前言

      水泥助磨劑能大幅度降低粉磨過程中形成的靜電吸附包球現象,并可以降低粉磨過程中形成的超細顆粒的再次聚結趨勢。水泥助磨劑也能顯著改善水泥流動性,提高磨機的研磨效果和選粉機的選粉效率。作為一種化學添加劑,助磨劑還能改善水泥顆粒分布并激發水化動力,從而提高水泥早期強度和后期強度。

      水泥助磨劑發展至今,它對提高水泥磨機的臺時產量和水泥各齡期的強度等具有一定的改善作用,普遍應用于各大水泥廠的生產線上。但有些水泥廠的熟料燒成系統自身冷卻系統較差,導致進入磨機的水泥熟料溫度較高,這樣會使物料帶入磨機大量熱量,加之粉磨過程中球磨機機械能轉化為熱能,導致磨機內溫度較高,易使水泥因靜電吸引而凝結,嚴重的會粘附在研磨體和襯板上,降低粉磨效率。而應用普通液體助磨劑提高較高磨溫狀態下水泥粉磨效率,效果卻不明顯。這是因為普通液體助磨劑主要含有的三乙醇胺、聚合多元醇、聚合醇胺、三異丙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇、脂肪酸鈉、氯化鈣、氯化鈉、醋酸鈉、硫酸鋁、甲酸鈣、木鈣、木鈉等化學物質的助磨性能隨著磨機內溫度升高而不斷下降所造成的,從而嚴重影響到磨機的粉磨效率。為此,研究人員反復試驗,應用含有聚乙烯醇水溶液、十二烷基苯磺酸鈉、三聚磷酸鈉、葡萄糖酸鈉等的復合配方,開發出專門適應高磨溫條件下的水泥助磨劑,從而有效解決了普通助磨劑不能適應磨內高溫的突出問題。該研究項目成果已獲江蘇省科技廳“高新技術產品”的認定。

      2、實驗原料和方法

      2.1  原材料

      2.1.1  助磨劑:

      A普通助磨劑:0.1%摻加量;

      B高磨溫助磨劑:0.1%摻加量。

      2.1.2

      表1:水泥配料比例

      熟料(%)

      石膏(%)

      粉煤灰(%)

      石灰石(%)

      82

      6

      8

      4

       

      表2:熟料化學成分和礦物組成(%)

      loss

      SiO2

      Al2O3

      Fe2O3

      CaO

      MgO

      fCaO

      SO3

      C3S

      C2S

      C3A

      C4AF

      0.4

      21.3

      5.27

      3.96

      63.61

      3.1

      1.08

      0.32

      99.04

      58.95

      12.23

      8.96

      9.01

       

      熟料取自寧夏某水泥廠。由于該公司水泥燒成系統冷卻機效果較差,熟料出冷卻機溫度達120℃以上。雖然入磨前已在熟料庫中放置了24小時,但由于庫內散熱效果差,熟料入磨前經噴水冷卻后,其溫度仍在80~100℃之間。在粉磨作業過程中,磨由研磨體研磨后產生熱能,更使磨內溫度高達120℃以上。

      2.2實驗方法

      磨機規格:1臺Φ4.2×13m磨機,前置輥壓機閉路磨配置。

      根據水泥各種物料配比入磨機粉磨,粉磨后的水泥的性能,通過以下方法進行表征:根據GB1345水泥細度的檢驗方法使用45um篩篩析法測試細度;根據GB/T17671采用ISO法進行水泥膠砂強度測試;按照JC/T721-2006《水泥顆粒級配測定方法激光法》測定水泥的顆粒級配;根據GB/T1346-2001規定的水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法,測試試驗水泥的標準稠度、凝結時間和安定性。

      3、實驗結果及分析

      3.1細度和磨機臺時產量分析

      表4:出磨水泥細度

      項目

      空白樣

      A助磨劑

      B助磨劑

      45um篩余(%)

      17

      17.1

      10.2

      表5:水泥磨機臺時產量

      項目

      空白樣

      A助磨劑

      B助磨劑

      臺時產量(t/h)

      165

      167

      190

       

      本實驗取45um篩余進行分析。從表4可以看出,摻加A助磨劑水泥細度相對于空白水泥,沒有明顯變化,B助磨劑較基準篩余量減少了40%。說明A助磨劑在磨機中沒有發揮出助磨劑助磨分散的作用,B助磨劑中因含有聚乙烯醇等高沸點化合物,在粉磨環境溫度達到120℃的情況下,依然具有良好的助磨性能,起到降低物料的表面能,減弱分子引力集聚作用的效果,可有效幫助顆粒在外力做功時加速裂紋的擴展,從而提高粉磨效率。

      從表5可以看出,加入A助磨劑磨機臺時產量相對于空白樣沒有明顯變化。加入B助磨劑之后,相對于空白樣,水泥磨機臺時產量增加13.1%。因為加入高磨溫助磨劑之后物料在磨內的流速會加快,使其在磨內的停留時間縮短,減少了過粉磨現象,出磨物料的細度隨之發生變化,進而磨機臺時產量提高。

      3.2抗壓強度分析

      表6:水泥3天和28天抗壓強度

      項目

      空白樣

      A助磨劑

      B助磨劑

      3d抗壓強度(Map)

      26.22

      26.13

      29.64

      28d抗壓強度(Mpa)

      50.15

      50.23

      53.21

      從表6可以看出,A助磨劑相對于空白樣3天和28天強度都沒有明顯變化。B助磨劑相對于空白樣3天強度增加3.42Mpa,28天強度增加3.06Mpa。因B助磨劑中含有的聚乙烯醇水溶液可以激發潛在水硬性材料的水化活性,從而能夠提高水泥早期和后期強度。強度提高是進一步摻加混合材的前提,多摻加混合材可以降低水泥成本,提高性價比。

       


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