混凝土矿物掺合料的生产

选择性粉磨

     如果将水泥熟料与矿渣在同一台磨机中混合粉磨，由于矿渣的易磨性比水泥熟料差（约差30％），必然产生选择性粉磨，使成品中两组分的颗粒分布不同)。据资料显示矿渣水泥中熟料组分比表面积不必超过350～400m2/kg；矿渣比表面积应达500m2/kg左右)。显然如果混合粉磨，要达到矿渣的适宜比表面积，熟料就会过粉磨而浪费电能；只达到熟料比表面积，则矿渣太粗而不能充分发挥其潜在水硬性，使矿渣水泥的强度偏低，所以只能 分别粉磨 。

矿渣微粉合理粒径范围的确定

       假定水泥与矿渣颗粒均为球形，当相互间达到最紧密堆积且矿渣颗粒粒径最大时，必须满足下列条件，首先作为骨架的水泥颗粒 最密集堆积 ，其次矿渣颗粒以 最大可能的粒径填充 在水泥颗粒构成的空隙中。

      目前水泥的平均粒径为20～30μm，因此矿渣微粉的理论合理粒径(单个颗粒)为4.4～4.6μm，即矿渣合理比表面积为400～600m2/kg。在实际生产中矿渣微粉的颗粒分布为连续分布，矿渣微粉的比表面积为400～600m2/kg时，其平均粒径为10～16μm，D50=7一12μm。

（一）矿渣

      超细矿渣制备技术目前主要有 立磨 生产技术、 辊压机联合粉磨 或 终粉磨 生产技术、 球磨机闭路生产技术 、 球磨机开流生产技术 以及 振动磨 生产技术。

      国际上以立磨和辊压机终粉磨系统为主。从国内实际应用情况来看, 以 立磨和球磨 两种生产工艺占大多数。

      采用立磨和闭路磨工艺要特别 注意除铁 的问题, 如果聚集在磨床或磨内 的铁 不能及时除掉, 不仅影响产量, 对设备的磨损特别大。

立磨系统的特点

? 采用料床粉磨, 效率高, 电耗低;

? 粉磨、选粉、烘干同时在磨体内部完成, 系统简单;

? 物料在磨机内部呈悬浮状以及粗粉的多次循环, 热交换充分, 因此烘干能力强。

? 料床的稳定防止震动 , 磨盘及磨辊的磨损 是立磨进行矿渣粉磨的 难点 ;

? 另外系统投资较大, 非一般小企业所能承受的。 ?

（上海宝钢、辽宁 鞍刚 使用的 FL.Smith公司、Polysius公司的OK型立磨、 Loseche公司 的莱歇磨）

辊压机粉磨系统的特点

? 效率高, 电耗更低。

? 相对于立磨, 辊压机 本身不能起烘干作用, 需另设烘干系统。

? 辊压机对矿渣的水分要求比较高, 水分过低, 反而容易产生设备震动,水分应控制在比较合适的水平。

? 由于矿渣的磨蚀强, 因此对辊面的耐磨性能要求高, 维护费用较高。

（ 德国KHD公司 推出的辊压机+V型选粉机+高效选粉机超细矿渣粉磨系统）

球磨机闭路系统的特点

? 设备和工艺成熟可靠；

? 对物料的适应性较强；

? 成品细度控制范围较广（400～500m2/kg比表面积）；

? 电耗较开路系统低（80～90kW·h/t左右）；

? 但 系统相对复杂 , 要求配置高性能的选粉机 , 系统投资适中。

球磨机开路系统的特点

? 工艺系统简单, 操作简便, 投资低。

? 但系统 效率低 , 电耗 （ 120kW·h/t以上）, 成品温度高 , 成品细度调整不便 （一般只能达到400m2/kg ）。

振动磨系统的特点

? 振动磨系统可以采用开路或闭路工艺；

? 振动磨在细磨上具有一定的优势。

? 但是振动磨的 单台生产能力低 ，且大型化振动磨的开发未能形成突破，因此限制了规模化生产；

? 另外系统的 维修费用较高 ， 产品质量的控制不方便 ，导致产品质量不稳定，产品细度调节不便。

（二）粉煤灰

    粉煤灰活性低、质量波动大 是影响其在水泥混凝土中大掺量应用的二大难题。目前，国内外流行的方法是采取 分级 (气力或液力)方法，分选后的粉煤灰质量较稳定。但分选后大量的低等级灰如何高附加值地使用，急需解决；此外，我国还有大量的低等级灰目前尚无好的处理方法。

    粉煤灰磨细能有效地提高其活性，改善其质量。但目前的粉磨工艺能耗大，成本高。

风选灰系统

磨细灰系统

立式磨系统

气流磨系统

火电厂低等级粉煤灰高效化利用技术研究——国家科技支撑计划“高性能水泥绿色制造工艺和装备

    气流磨是目前加工微米级微粉最有效的手段之一。

    以压缩空气为介质的气流磨(以下 简称空气气流 磨)，存在以下两个问题：

    ① 能耗大，成本高；

    ② 粉碎力低。

过热蒸汽气流磨的优点

① 蒸汽易得而且价格便宜。

② 蒸汽气流磨的能量转换形式为：燃料→过热蒸汽的势能和热能→过热蒸汽的动能→物料颗粒的微细化。

③ 蒸汽工质的压强可以很高，而其成本并不因为压强的提高而直线上升。

④ 蒸气气流磨的粉碎力远远高于压缩空气。

⑤ 蒸汽 工质因为临界速度高，动能大，过热蒸汽的动能比空气高170%。

⑥ 在同一温度下，过热蒸汽的粘度比空气低得多。高的临界速度又配合有低的粘度。