一、矿渣
粒化高炉矿渣(简称矿渣)是炼铁时排出的以硅酸钙、铝酸钙为主要成分的熔融物,经水淬而急冷处理后形成的粒状活性材料。一般含有80~90%的玻璃相,其主要矿物为硅酸二钙(C2S)、钙铝黄长石(C2AS)、镁黄长石(C2MS2)、钙长石(CAS2)等。矿渣的化学成分一般为CaO 35~45%、SiO2 25~40%、Al2O3 6~15%、FeO 0.5~1%。矿渣的质量系数(CaO+MgO+AL2O3)/(SiO2+MnO+TiO2)越大,矿渣的活性越高,即CaO、Al2O3含量高、SiO2含量低的矿渣活性高。国家标准GB/T203规定用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣的质量系数应大于1.2、MnO含量不大于2.0%。
二、矿粉
矿粉,也称为矿渣微粉。是矿渣经过粉磨以后的粉体。试验研究表明,矿渣微粉只有达到一定细度时才能充分水化。大于60微米的颗粒属于惰性粒子,对强度无积极作用。对强度起主导作用的是30微米以下的粒子,小于10微米的粒子含量多时对早期强度有利。
鉴于矿渣与水泥熟料易磨性的差异,将熟料、矿渣分开粉磨,然后按一定配比混合与均化而制备矿渣硅酸盐水泥的工艺路线是合理的。研究表明:控制矿渣微粉细度400~450 m2/kg、水泥熟料粉细度320 m2/kg、矿渣掺量40~60%,可配制425、425R矿渣硅酸盐水泥;矿渣细度450~500 m2/kg、掺量40~50%,可配制525、525R矿渣硅酸盐水泥。
三、矿渣助磨剂
用于矿渣粉磨的系统有传统球磨机系统、辊式立磨系统和辊压机+球磨机联合粉磨系统。传统球磨机系统能耗高、噪声大、单机能力小,但球磨机投资低,在中小型水泥厂应用较多。辊式立磨系统、辊压机+球磨机联合粉磨系统投资偏高,但具有显著的增产、节能效果和噪声低的特点。后两类系统可满足工厂大型化的要求,为目前国内外高炉矿渣粉磨的首选方案。辊式立磨作为料床粉磨设备,它集破碎、粉磨、烘干、选粉为一体,具有电耗低、密封性能好、噪音比球磨机低30~50db、可露天布置、占地面积小、流程简单等特点。通过调节选粉机转速、磨机气流量和碾磨压力,并与合适的挡料圈高度相结合,可获得要求的细度和粒径分布。
尽管如此,在矿渣的粉磨过程中,还是有大约95%的电能被浪费掉。因此需要使用矿渣助磨剂来有效的降低能耗。
矿渣助磨剂的主要功能是消除粉磨过程中的静电,避免粉体包球现象出现,从而提高矿渣的粉磨效率,提高磨机的台时产量。目前市场上的矿渣助磨剂以提高产量为主要目的,少数产品兼具符合活性改善作用;一般矿渣助磨剂为液体状,在磨机的磨头前面用计量泵加入,加入量一般是0.015%~0.03%左右,可以提高产量10%~15%,降低电耗10%~15%以上。
以中博聚合多元醇为主要原料的矿渣助磨剂具有良好的提产功效,吨带入成本不足2元,值得行业内大力推广。