70%礦渣活化微粉生產水泥

　　目前，水泥企業(yè)的機立窯、干法旋窯生產熟料工業(yè)用煤的熱值平均在5500大卡左右，每生產1.0公斤熟料，需要的煤炭燃料平均在900～700大卡熱量。這樣計算，每生產1.0噸熟料，需要優(yōu)質煤炭0.145噸左右。生產水泥如果能夠節(jié)省40%的熟料，就意味著，每生產1.0噸水泥可以節(jié)省0.058噸左右的煤炭。機立窯、干法旋窯生產熟料平均需要電力在20kwh/t左右，生產水泥如果節(jié)省40%的熟料，也同樣意味著每生產1.0噸水泥可以節(jié)省8.0kwh左右的電能。

　　生產普硅42.5級水泥，熟料份額占80%以上；生產42.5級礦渣水泥，熟料份額占65～80%；四平市宏橋水泥技術研究所開發(fā)研制的少熟料水泥生產技術，就是利用30%左右的少量熟料摻入70%左右的礦渣活化微粉生產的礦渣水泥，其質量完全達到國家礦渣42.5級水泥標準。它與傳統(tǒng)的礦渣水泥生產技術相比較，可以減少40%左右的熟料用量。生產的礦渣水泥每噸不但可以節(jié)約0.058噸左右的煤炭，節(jié)約8.0kwh左右的電能，還能降低生產成本30元左右。

　　我國年產水泥10.0億噸左右，如果本技術能在全國推廣應用20%的比例生產2.0億噸礦渣水泥的產量，全國每年可節(jié)約1000多萬噸煤炭，節(jié)約15.0億多度電能；因此，應用少熟料技術生產水泥不但能降低水泥的生產成本，還節(jié)約大量的能源，減少環(huán)境污染，亦是對實現(xiàn)“十一五”計劃節(jié)約20%能源總體目標的一個有力的舉措。

1  目前礦渣水泥的粉磨狀況

　　國內多數企業(yè)在生產礦渣水泥時，采用熟料、礦渣、石膏共同粉磨的工藝。但是，由于礦渣易磨性較熟料差，水泥中礦渣得不到充分細磨，當礦渣水泥比表面積為300m²/kg時，水泥中的礦渣比表面積僅達到220～230m²/kg，平均粒度偏大，使得礦渣的潛在活性得不到有效發(fā)揮，影響了水泥的早期強度，限制了水泥中礦渣摻量的提高。如果為提高礦渣水泥中的礦渣比表面積，無疑，要較大地提高礦渣水泥的比表面積，這樣不但降低磨機的臺時產量，還會出現(xiàn)熟料的過粉磨現(xiàn)象，因為熟料部分3um以下的顆粒占較大比例時，將會降低水泥的后期強度。因此，混合粉磨時，兩者細度難以兼顧，不是影響磨機的臺時產量、降低水泥的后期強度，就是無法激發(fā)礦渣的潛在活性。因此，我們提倡生產礦渣水泥時，熟料與礦渣分別粉磨的生產工藝，達到兩者兼顧的目的。

2  熟料與礦渣分別粉磨

　　單獨粉磨熟料，在技術上沒有較大的區(qū)別，不作詳細論述。由于礦渣的易磨性較差，利用不同的礦渣粉磨技術，其質量、產量及效益差別很大。

　　現(xiàn)在國內大多數水泥生產企業(yè)生產礦渣微粉均采用球磨機設備，在正常的球磨機生產中，單獨粉磨礦渣的平均電耗是粉磨水泥的2～3倍。產品比表面積達到450㎡/kg時，粉磨電耗較高；北京某鋼廠、通化某鋼廠、福建等企業(yè)的礦渣粉磨系統(tǒng)電耗均在100kwh/t左右。部分企業(yè)技術指標，見表1

表1    傳統(tǒng)的開路磨機生產普通礦渣微粉產量指標

　　當粉磨的礦渣比表面積低于450㎡/kg時，礦渣微粉的活性并沒有完全發(fā)揮出來；摻入水泥后雖然后期強度有所增長，但是，3d強度卻降低1～3Mpa，質量≤S75級礦渣微粉國家標準。這種粉磨方式存在：磨機產量低、礦粉比表面積低、摻入水泥的比例少、其經濟價值也較低的問題。

3  問題的解決

　　由四平市宏橋水泥技術研究所開發(fā)研制的礦渣微粉活化技術，適用于在球磨機上生產礦渣活化微粉。是在充分利用原有設備條件的情況下，通過改變磨內結構、研磨體級配及利用礦渣專用活化劑通過粉磨時激發(fā)礦渣的活性；生產的礦渣活化微粉具有磨機產量高、電耗低、產品質量高、成本低等特點；質量達到礦渣微粉國家標準S105級，其活性指數遠遠超過國家標準S105級的指標；

3.1  比傳統(tǒng)的磨機生產普通礦渣微粉提高產量50%～100%；在比表面積450㎡/kg～550㎡/㎏的情況下，電耗是傳統(tǒng)生產方式的50%左右。見表2

3.2  激發(fā)礦渣活性和提高微粉質量，比表面積可以達到450～550㎡/kg；摻入礦渣活化微粉的水泥強度比摻入普通礦渣微粉的水泥強度高于3Mpa～5Mpa；可以實現(xiàn)：

　　山水集團某公司利用四平水泥所礦渣活化技術在φ500㎜×500㎜試驗磨機的現(xiàn)場試驗數據。見表3

　　由于各地礦渣的化學成分不同、質量也不同，所以利用活化技術生產礦渣活化微粉的3d抗壓強度在9～17Mpa之間。利用活化微粉生產的水泥質量也同樣受到影響。如：柳鋼礦渣活性較好，廣西大化利用80%的礦渣活化微粉與熟料粉生產的水泥，3d抗壓強度達到25.9Mpa；華北邢臺、邯鄲等地的礦渣活性次之，某廠利用60～75%的礦渣活化微粉與熟料粉生產的水泥，水泥3d抗壓強度亦達到15.0～20.0Mpa。

　　河北邢臺某水泥有限公司利用四平水泥所礦渣活化技術在φ500㎜×500㎜試驗磨機進行了現(xiàn)場試驗，實驗目的：1、摻入30～50%活化微粉的水泥，與未摻入活化微粉的水泥質量對比；2、用55～75%活化微粉生產的水泥與未摻入活化微粉的水泥質量對比。見表4

表4        在φ500㎜×500㎜試驗磨機的現(xiàn)場試驗數據

河北邢臺某水泥有限公司利用四平水泥所礦渣微粉活化技術在2.4m×9m磨機試生產，試生產目的：摻入30～50%活化微粉的水泥，與未摻入活化微粉的水泥質量對比；摘錄幾組運行數據見表5

表5          2.4m×9.0m磨機生產質量檢驗報告

檢驗結果：摻入30%活化微粉的水泥，比摻入活化微粉前的水泥3d強度平均提高4.8Mpa

4  結論

　　利用30%左右的少量熟料摻入70%左右的礦渣活化微粉生產的礦渣水泥，主要是通過礦渣的活化技術激發(fā)礦渣的活性而生產礦渣活化微粉，實現(xiàn)礦渣活化微粉等量代替混凝土中的部分水泥用量、等量代替水泥中的部分熟料用量。

　　利用少量熟料生產符合國家水泥新標準的32.5級～52.5級水泥，生產水泥可以節(jié)省30%～50%的熟料；不但降低了生產水泥的成本，還節(jié)省了大量的能源，減少了環(huán)境的污染。