目前對礦渣的循環再利用中,水泥企業一般是將礦渣作為混合材料,與熟料及其它組分物料按配比一起加到球磨機中進行混合粉磨。由于不同物料之間易磨性差異很大,特別是礦渣在水泥混合粉磨工藝中易磨性差的特性表現非常明顯,直接影響粉磨系統的臺時產量和電力消耗,增加生產成本。隨著水泥粉磨工藝的不斷進步,采用分別粉磨配制水泥的生產工藝應用而生。
根據水泥熟料與所用混合材易磨性差異,將不同的物料分別粉磨成不同顆粒分布的水泥組分,按照緊密堆積理論和充分發揮熟料強度以及混合材的活性和填充性的原則,對水泥的各組分進行種類和細度的合理搭配來 水泥的高性能化,在保持甚至提高水泥強度的條件下,有效改善水泥的需水量與外加劑的適應性。
1、 合理的顆粒級配
水泥的 不僅與其化學組成和礦物組成有關,而且與其顆粒粒徑和分布組成有關,采用不同的粉磨工藝和選粉方式,即使比表面積相同,水泥的強度也會有所差別,其原因在于顆粒級配不同。水泥顆粒級配對性能的影響在國內外已經進行了長期的分析和研究,并取得了基本結論,對于高等級普通硅酸鹽水泥來說:水泥 性能的顆粒級配為3μm~32μm,顆粒總量需>65%、<3μm的細顆粒不可超過10%,>65μm和<1μm的顆粒越少越好, 沒有,這樣對水泥強度的發揮 。在水泥生產中不同組分易磨性差異很大的情況下,要 水泥中熟料、混合材等各組分的 顆粒分布,以達到熟料活性的 利用和混合材活性潛能的充分挖掘,分別粉磨應是 的選擇。采用分別粉磨配制水泥生產工藝對礦渣和熟料用不同的比表面積控制進行分別粉磨,可以使礦渣磨的更細。這樣,一方面可以提高礦渣的反應活性;另一方面礦渣磨細后可以改善水泥的顆粒分布,加大細顆粒礦渣在水泥石中的填充作用,增加了水泥顆粒的原始堆積密度, 水泥各組分的 顆粒分布,使熟料的強度得以充分利用,使礦渣優良的潛在水硬活性得以充分發揮,顯著提高水泥強度。
2、增加混合材的摻加量
礦渣具有較高的潛在活性,將礦渣磨細到 細度,就可以提高礦渣的摻加量,減少熟料的消耗量。但要把礦渣的潛在活性完全發揮出來,就需要依靠物理作用把礦渣磨到 的細度。采用混合粉磨工藝時,由于礦渣易磨性較熟料差,必然會產生選擇性粉磨,使成品中兩組分的顆粒分布不均,例如:水泥比表面積控制在350㎡/kg時,水泥中的礦渣得不到充分粉磨,平均粒度偏大,未磨細的低活性礦渣其潛在活性得不到充分發揮,限制了水泥紅星渣摻量的提高,造成熟料消耗上升。而采用分別粉磨配制水泥生產工藝,對礦渣進行單獨粉磨至 細度,使其比表面積增大,活性增高,強度增加。用這種高活性的礦渣粉與熟料粉配制生產水泥產品,可使礦渣的活性發揮到 ,在保證產品品質指標的前提下,增加礦渣粉的摻加量,降低熟料消耗,增加企業經濟效益。
3、降低粉磨系統的電耗
在采用混合粉磨工藝時,在同樣比表面積的情況下,由于熟料和礦渣的易磨性差異,容易產生易磨物料過粉磨,難磨物料磨不細,混合粉磨后的礦渣粒徑會比熟料粒徑粗,當水泥的比表面積達到350㎡/kg時,礦渣的比表面積僅有230~280㎡/kg;如果礦渣活性充分發揮出來,達到理想的細度(比表面積需達到400~480㎡/kg),又會造成熟料的過粉磨現象,不僅使水泥使用性能變差,而且直接影響粉磨系統的臺時產量,使粉磨工序電耗上升,成本增加。采用熟料和礦渣分別粉磨,可以使熟料的粉磨細度因難磨組分減少而更易于控制和提高,從工藝上減輕了礦渣難磨特性對粉磨的影響,達到提高粉磨效率、降低粉磨電耗的目的。
4、提高水泥的后期強度
根據礦渣粉活性試驗得知,礦渣粉早期強度較低,而后期強度增進率較快,這是加入礦渣的水泥強度發展的一般規律。隨著比表面積的提高,其活性指數(強度比)相應明顯提高。當礦渣粉比表面積達到400㎡/kg時,28d活性指數達95%,與水泥基本相當;而當礦渣粉比表面積達到或超過420㎡/kg以上時,,高于水泥熟料一般比表面積(350㎡/kg)的活性,因此礦渣粉細磨比熟料粉細磨更有利于強度的增長,當水泥粉磨到一定細度時,摻加礦渣粉后的水泥強度會超過純硅酸鹽水泥的強度,為企業生產高強度水泥創造了條件。
5、靈活組織多品種生產
采用分別粉磨配制生產水泥,水泥品種轉換的成本相對較低。在水泥儲庫允許的情況下,可以靈活多變地組織生產多品種水泥,改變過程迅速便捷。既可以生產普通水泥,又可以生產滿足客戶有特殊需求的水泥。如根據礦渣粉摻加量增加后,水泥凝結時間延長,特別是摻加量大于40%后凝結時間明顯延長的特性,不用加緩凝劑即可生產用于道路建設的緩凝水泥或其它對凝結時間有特殊要求的工程。根據實驗研究,隨著水泥紅星渣粉摻量的增加,當摻量大于30%以后,水泥水化熱明顯降低;當摻量達到70%時,水化熱僅為硅酸鹽水泥的59%,可滿足低熱礦渣水泥的生產要求。
6、改善水泥的使用性能
水泥中熟料顆粒的大小與水化和硬化過程有著直接的聯系,不同粒徑的水泥熟料顆粒的水化速度及程度差異很大。在采用混合粉磨工藝生產的水泥成品中,由于<3μm的熟料細顆粒較多,大量的熟料細顆粒將在很短的時間內水化,產生早期水化熱增加以及需水量增大、減水劑相溶性降低等一系列弊端,對水泥的使用性能產生一定的影響。采用分別粉磨工藝,將礦渣粉磨到一定的細度(比表面積≥400㎡kg)后,使其玻璃體晶體結構被破壞,促使礦渣的活性得到充分發揮。這些活性組分水化時,在堿性溶液的激發下,進一步生成水化硅酸鈣等水硬性物質,配制成水泥后,不僅有利于水泥后期強度增進率的提高,而且可以提高混凝土的早、后期強度和抗滲性、抗凍性等,改善混凝土的性能。分別粉磨的礦渣微粉,還可用于配制高性能的混凝土,調整水泥初期的水化過程,使混凝土的和易性、泵送性、密實性和耐久性得到改善和提高。
水泥分別粉磨工藝是近幾年新興的高效率水泥生產工藝,以上優勢充分說明其適應這個市場并已經融入市場運轉中。紅星廠家是分別粉磨工藝的研發廠家,并生產有球磨機、回轉窯、烘干機等大型水泥生產設備,歡迎各地客戶來廠考察購機。