助磨剂在水泥粉磨中的作用及对水泥性能的影响

庞继平

（大同冀东水泥有限责任公司，山西 大同 037001）

0 前言

水泥粉磨是水泥生产工艺中不可缺少的重要环节，水泥粉磨工艺的选择与使用在很大程度上直接影响着水泥生产的质量和效率，也影响着其能耗的高低。具体而言，所谓水泥的粉磨工艺就是将水泥粉磨所需的物料进行加工，使其颗粒从大变小、从粗到细，最终生产出水泥成品的过程。在这个过程中，水泥颗粒的粉磨需要大量的机械做功，这也就需要耗费一定的电能，而这些能耗的产生及耗费取决于水泥粉磨的效率，因此这一水泥粉磨过程中的能量转化效率直接决定了能量的利用率。根据相关数据显示，在水泥粉磨过程中所产生消耗的电能约占水泥生产总能耗的65%左右，其中，水泥成品的粉磨耗电量约占总耗电量的30%，如此高耗能的生产过程对于水泥生产企业而言无疑是一项巨大的开支，因此如何改进粉磨工艺，降低水泥粉磨过程中的能量损耗就成为一个重要的研究项目。针对这一问题，业内开始越来越广泛的使用助磨剂来实现增强水泥粉磨效果，提高粉磨效率和提高水泥质量的效果。

1 助磨剂在水泥粉磨中的作用

1.1 提高水泥粉磨效率

由于助磨剂在水泥的粉磨时能够在物料表面产生吸附作用，在一定程度上消除了细小颗粒间的静电效应，因此对细微颗粒具有一定的分散作用。在实践运用中，助磨剂的使用发挥了明显作用，水泥粉磨过程中，助磨剂可以有效的减少水泥颗粒在磨机内的凝聚，被磨细的水泥颗粒不会反复被碾磨，而是能够及时的通过篦板输送出磨，这就很大程度的减少了过度粉磨、反复粉磨的现象，提高了粉磨效率，相应的也节约了粉磨的过程，减少了机械做功和电能的消耗，也起到了节能降耗的效果。同时，使用助磨剂后，在水泥粉磨时，助磨剂的分散性能能够使磨机内易出现的一些诸如糊球、糊衬板等现象得到一定程度的优化改观，通过降低机械冲击能的阻力和能耗达成了减少磨机在电能方面的损耗的目的，从而实现了提高水泥粉磨的效率。

1.2 改善水泥的流动性

助磨剂的使用可以在粉磨水泥的过程中给水泥颗粒的表面形成一层薄膜，因为有了薄膜分散力作用，削弱了水泥颗粒之间的摩擦力，使得水泥在输送过程中减少了与储存设备之间的粘附力，这就使得水泥的流体力学性能得以显著改善，即使水泥的流动性得到显著提升，而随着水泥流动性的改善，也使整个粉磨的效率和质量得到提高，带来诸多积极作用。其一，水泥流动阻力减小使水泥粉磨时各种颗粒的挂壁、结块现象减少，这对于磨机的维护和保养都有十分显著的积极效果，能够有效节约企业生产成本。其二，当水泥流动阻力，流速增快，就可以缩短水泥的输送时间，加快了输送速度，有效的为企业降低了时间成本。其三，在水泥的运输过程中，由于车辆长途行驶，水泥罐中的水泥非常容易出现挂壁和袋装水泥的结块等现象，使用助磨剂后，这一现象能够得到很好的改善，极大的减少了不必要的浪费。

1.3 提高水泥比表面积

水泥的比表面积是影响水泥质量的重要标准之一。水泥助磨剂分为不同的型号和特性，未来提高水泥比表面积要选择适合的助磨剂来提高水泥比表面积，从而提高水泥水化的速度。根据相关实验显示，在水泥粉磨时，不使用助磨剂的水泥平均比表面积大约在330m²/kg ，而在使用助磨剂后，水泥平均比表面积能够提高到大约350m²/kg ，使水泥的精细度更高。同时，复合助磨剂能够起到增强水泥成分的作用，提高水泥强度，从而使水泥质量得到保障。通过实验数据表明，生产相同产量的水泥，在使用助磨剂后可以加强水泥的强度1-3MPa 左右。由此可见，使用助磨剂，能够提高水泥的精细度、比表面积和强度，使水泥更好的满足更高标号的要求。

与此同时，高标号水泥在配料时，也能够减少熟料用量，为企业降低生产成本。具体有以下几个方面的体现，首先，可以加入其他混合材料降低成本，不仅消耗更多的低品位工业废渣，降低了生产成本，而且减少了排污污染，有利于对周边环境的保护，使企业在实现经济效益最大化的同时能够兼顾到环境效益。其次，由于使用助磨剂后水泥粉磨时所需的熟料用量减少，这就使得生产熟料所需的原料、资源，如煤炭、电力等能源的消耗得到节约和降低，也使粉尘等污染排放减少，使整个水泥粉磨过程更加绿色、环保。最后，减少了熟料用量，不仅有效降低水泥的水化热，而且可以更好的改善水泥的使用性能，在建筑物的节能降耗方面取得更大突破。

2 水泥助磨剂可有效改善水泥粉体性质及水化性能

2.1 水泥助磨剂可有效改善水泥粉体性质

不同的助磨剂在化学结构方面存有差异，水泥磨粉过程中加入助磨剂之后，助磨剂在作用于不同的水泥粉末颗粒时，所产生的效果也不尽相同。如颗粒分布、流动性等方面产生影响，同时也间接影响着水泥粉末的流动性的强弱。根据相关研究表明，在采用助磨剂的情况下，水泥粉体以及物料在磨机内的流动迅速增加，使它们在磨内停留的时间缩短，从而减少粉磨现象，使水泥比表面积数值更高，水泥颗粒精细度更好。这些数值的变化也会对水泥粉磨的效率产生变化，使磨机的粉磨效率提升约15%。需要注意的是，在选择助磨剂时，要尽量选用无氯的助磨剂，这样能够更好的保障粉磨效率，同时提升水泥产品质量和性能。

2.2 水泥助磨剂可有效改善水泥水化过程及水泥性能

助磨剂的使用可以在一定程度上影响水泥颗粒的水化性能和水化产物的性质。这一特性主要体现在两个方面，一是由于助磨剂对水泥颗粒产生影响，导致水泥颗粒的分布发生变化，进而导致的水化进程的变化。二是水泥助磨剂中含有各类化学组成，它们在与水泥水化的过程中会产生一系列化学反应，这也导致了水泥浆体和水泥石性能的变化，具体表现为在水泥水化过程中生成的钙巩石（aft），在水泥加水后的24 小时内会大量产生，随后会逐渐变为单硫型水化硫铝酸钙晶体（afm），使用助磨剂后，这一转化时间和过程能够得到有效加快和缩减。此外，部分助磨剂具有独特化学作用，作用于水泥浆体时，会改变离子和酸碱度，从而改变混合材的活性，由于二次水化反应，使得水泥的物理性能发生显著变化。

3 结语

通过上述分析，我们能够明显的看到助磨剂在提高水泥粉磨效率、降低能耗过程中的作用和效果。作为水泥生产企业，在水泥粉磨时采用助磨剂不仅能够有效的实现企业的节能降耗，同时也能更好的保障产品质量。作为业内人士，我们也要不断的研究水泥粉磨工艺、不断改良工艺，助磨剂的使用和探索仍需要不断尝试和研究，通过更多的实验实践去发现助磨剂的高效作用，让水泥粉磨能够做到高效节能和环保。