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高磨温水泥助磨剂的应用研究

来源:原创 浏览:2025 发布日期:2019-12-05

摘要:介绍了高磨温水泥助磨剂在宁夏某水泥厂水泥粉磨过程的实际应用及效果,探讨了高磨温水泥助磨剂在水泥粉磨过程中的作用机理。结果表明:高磨温水泥助磨剂对提高水泥磨机台时产量,提高水泥各龄期强度及水泥的其他性能具有明显效果。

1、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,严重的会粘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。这是因为普通液体助磨剂主要含有的三乙醇胺、聚合多元醇、聚合醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇、脂肪酸钠、氯化钙、氯化钠、醋酸钠、硫酸铝、甲酸钙、木钙、木钠等化学物质的助磨性能随着磨机内温度升高而不断下降所造成的,从而严重影响到磨机的粉磨效率。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。

2、实验原料和方法

2.1  原材料

2.1.1  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。

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:熟料化学成分和矿物组成(%)

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℃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℃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℃以上。

2.2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,粉磨后的水泥的性能,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。

3、实验结果及分析

3.1细度和磨机台时产量分析

表4:出磨水泥细度

项目

空白样

A助磨剂

B助磨剂

45um筛余(%)

17

17.1

10.2

表5:水泥磨机台时产量

项目

空白样

A助磨剂

B助磨剂

台时产量(t/h)

165

167

190

 

本实验取45um筛余进行分析。从表4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℃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5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。

3.2抗压强度分析

表6:水泥3天和28天抗压强度

项目

空白样

A助磨剂

B助磨剂

3d抗压强度(Map)

26.22

26.13

29.64

28d抗压强度(Mpa)

50.15

50.23

53.21

从表6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。

 


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