水泥粉磨时间对助磨剂作用效果的影响.docx

水泥粉磨时间对助磨剂作用效果的影响 发布时间：2008年11月12日来源：武汉亿胜科技有限公司林明星 林宗寿 武汉理工大学（430070）摘要：本文研究了粉磨时间对多元醇类助磨剂作用效果的影响。引入粉磨边际效率的概念，提出了评价水泥粉磨效果的新方法。实验表明：使用助磨剂存在着最优粉磨时间，利用最优粉磨时间，能显著提高粉磨效率；在偏离最优粉磨时间较大时，助磨剂不能较好发挥作用，尤其是在延长粉磨时间的后期，助磨剂几乎没有作用。关键词:粉磨边际效率；助磨剂；最优粉磨时间Influence to the Acting Effect of Grinding Adds Caused by the Grinding TimeBy means of experiment-use mill， this article probes into the grinding characters of the cement clinker making using of the self-made grinding aid. By introducing the concept of the marginal efficiency, the article raises up a new method of evaluating cement-grinding effects; Through the comparison experiment， the results show that: there exists a best grinding time in the usage of grinding adds. The grinding efficiency can be greatly raised by making use of the best grinding time. On the other hand, grinding adds cannot be brought into full play when the grinding time departs relatively far from the best grinding time. Especially,the grinding aid even has no use at the later period of prolonging grinding time.Key words： marginal efficiency of grinding；grinding aid; the optimizing grinding time 现代水泥工业中，粉磨工序的能量消耗很高。每生产1t水泥需要粉磨2.5t左右的各种物料。在整个水泥生产过程中，粉磨电耗约占总电耗的60%70%。但是在粉磨过程，大约仅有1%3%用于增加物料的比表面积，其它都以热能等无效的能量形式耗散了。使用助磨剂可显著降低水泥粉磨电耗，但助磨剂价格较高，如何提高助磨剂的作用效果，降低水泥的成本，已经成为各个使用助磨剂的生产厂家的当务之急。因此展开水泥粉磨时间对助磨剂效果的研究，具有较大的实用价值。一、研究方法1.1试验原料熟料：试验所用熟料来自武汉凌云水泥厂，熟料化学成分及矿物组成见表1。表1 熟料化学成分及矿物组成Table 1 Chemical component and mineral composition of clinker %LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOf-CaO0.9220.165.364.1464.421.571.95SMIMKHC3SC2SC3AC4AF2.121.290.9462.8210.417.2112.59石膏：所用二水石膏中SO3的质量分数为35.48%，结晶水为17.86%；硅酸盐水泥的配比为：熟料(95%)+石膏(5%)；助磨剂：主要组分为自制多元醇胺类助磨剂（助磨剂的掺加量为0.05%）。1.2试验设备：60100鄂式破碎机；500mm500mm标准试验小磨（物料入磨前，助磨剂按110的比例稀释，以水溶液的方式加入物料中，均匀后倒入磨内，每磨入磨物料量为5kg。实验期间小磨的钢球、钢段的填充量和级配保持不变）。1.3测试方法勃氏比表面积测定采用DBT-127型勃氏透气比表面积仪，按GB8074-87方法进行。二、实验结果及其讨论2.1小磨试验结果1. 常规粉磨时间的粉磨情况表2 未加助磨剂的粉磨效果 Table 2 Effect of grinding without grinding aid 时间 （min）比表面积(m2/kg)粉磨效率（m2/min）粉磨边际效率1629618.51830216.832030715.42.52232214.67.52434014.29表3 加入助磨剂的粉磨效果 Table 3 Effect of grinding with grinding aid 时间 （min）比表面积(m2/kg)粉磨效率（m2/min）粉磨边际效率1629718.61830917.262034517.3182235015.92.52436415.27图1 粉磨效果曲线Pic.1 Grinding effect curves 图1.1 图1.2为了方便说明，在这里我们作如下定义：粉磨效率为在总粉磨时间内，每分钟比表面积的平均增量(由于熟料初期颗粒较大，不考虑初期比表面积)。即：粉磨效率总比表面积总的粉磨时间粉磨边际效率为延长粉磨时间后比表面积的增量与所延长时间的比值。即：粉磨边际效率（粉磨T时间的比表面积粉磨t时间的比表面积）（Tt）综合上面两种效率表达式的物理意义，我们可以发现：粉磨效率只能简单区别外界条件的改变对磨粉影响的趋势，并不能体现这种影响带来的实际成本的变化，因为粉磨效率随着时间的增加始终是在递减；粉磨边际效率则清楚显示每增加单位时间，单位比表面积的增加的变化，这实际上就是单位资金（电费和机械损耗）的投入，带来表面积的变化。如果粉磨边际效率变化大，说明单位资金的实际效率提高，有必要进一步延长粉磨时间。如果粉磨边际效率下降，说明单位资金的实际效率降低，从控制成本的角度出发，应该缩短粉磨时间。因此如果能找到边际粉磨效率的峰值，就能选择最优成本的粉磨时间。从表2、表3、图1.1和图1.2中，可以看出加入助磨剂对水泥粉磨效率有明显的改善，无论是粉磨效率还是粉磨边际效率都有一定的提高，但是这种提高是随着粉磨时间有规律变化的。比较表2和表3，在粉磨16分钟时，助磨剂对于水泥的比表面积和粉磨效率的影响几乎为零，可以认为在此时助磨剂未对粉磨过程起作用。对于粉磨时间大于18分钟的熟料，发现两种粉磨效率均开始递减，但是加入助磨剂的水泥粉磨效率递减明显减少（甚至在20分钟的时候略微上升），说明该助磨剂在18分钟左右（即熟料比表面积约为309m2/kg时）开始逐渐发挥作用。根据粉磨边际效率的变化，可以清楚的看到：在未加入助磨剂的情况下，粉磨边际效率逐步提高，说明有必要进一步延长粉磨时间；在加入助磨剂时，粉磨边际效率在20分钟时达到最大值，说明在20分钟后进一步延长粉磨时间会降低助磨剂使用效率，即该助磨剂对于该水泥的最优成本的粉磨比表面积在345 m2/kg附近。2延长粉磨时间的粉磨情况表4 未加助磨剂的粉磨效果 Table 2 Effect of grinding without grinding aid 时间 （min）比表面积(m2/kg)粉磨效率（m2/min）粉磨边际效率303828.775050610.16.8705427.71.8905846.52.1表5 加入助磨剂的粉磨效果Table 3 Effect of grinding with grinding aid 时间 （min）比表面积(m2/kg)粉磨效率（m2/min）粉磨边际效率304278.7MA5054110.15.7705727.71.6906286.52.8图2 粉磨效果曲线Pic.2 Grinding effect curves图2.1 图2.2从图2.1和图2.2中，可以看到在延长粉磨时间后，水泥的比表面积不断增大。同时未加入助磨剂的水泥粉磨效率在粉磨50分钟时达到一个峰值，主要是因为30分钟到50分钟之间的粉磨边际效率的几乎没有改变。结合表2、表3、表4、表5可以发现，不加助磨剂粉磨24分钟左右时粉磨边际效率最高。分析粉磨边际效率，发现延长粉磨时间，助磨剂使用效果并不明显，甚至在后期还不如没有加入助磨剂的熟料的粉磨边际效率大。这个结果说明助磨剂的作用效果是受粉磨时间影响的，当熟料粉磨到一定细度，助磨剂就几乎不再起作用了。结合表2、表3、表4和表5，还发现水泥粉磨过程中，粉磨边际效率并不是只有一个极值点。虽然在本试验中，加入助磨剂时粉磨20分钟的粉磨边际效率最大，不加入助磨剂时粉磨2430分钟时粉磨边际效率最大；但是这两种情况下继续粉磨至90分钟，发现粉磨边际效率均出现一个极值点，这可能是水泥超细粉团聚变化引起的【3】。三、结论（1） 助磨剂在水泥粉磨过程中，具有一个最佳粉磨时间。（2） 在最佳粉磨时间