技术背景
粉磨是用机械力作用的方法使固体物料微细化的过程,在粉磨过程中物料与球锻介质等发生碰撞粉碎,使颗粒的内部电价键切断,形成电荷单元,产生静电,吸附在介质表面,出现包球糊磨现象,因而浪费了能源,制约了生产。使用助磨剂后,助磨剂吸附在颗粒物料上,可降低颗粒表面能或引起近表面晶格的位错、迁移、产生点或线的缺陷,从而改变颗粒的强度或硬度,促进裂纹的产生和扩展,减少颗粒之间重聚的趋势;第二是助磨剂在细颗料表面上形成的单分子吸附薄膜,起着润滑剂的作用,降低了颗粒间的摩擦力,大大改善了水泥的流动性。也就是说粉磨时,通过调节料浆的流变学性质和物料颗粒的表面电性等,降低颗粒料浆的粘度,促进颗粒的分散,从而提高料浆的流动性,阻止物料颗粒在研磨介质或衬板上的粘附及物料颗粒之间絮凝。
本实验室研究的一种新型的聚合物基的水泥助磨剂,以聚羧酸系的大分子为基,辅以三异丙醇胺、乙二醇、硫酸钠溶液等化学试剂复合而成,它的开发应用符合国家产业发展政策和科学发展观要求,突出自主创新,有利于环境友好型社会的建设和资源的优化再利用,属于高效节能的先进适用技术。
主要技术优势
1、明显提高物料在磨机内流动性,有效减少磨机过粉磨现象
2、明显改善物料对研磨体、衬板、隔仓板的粘附作用和自身结团现象
3、降低物料休止角,增加水泥流动度,减少水泥结库现象
4、对粉磨设备及混凝土钢筋无腐蚀作用
5、基本不影响水泥凝结时间和标准稠度用水量,对强度有一定的增强作用
6、对混凝土工作性能、力学性能、变形性能和耐久性无不利影响
7、增强硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥抗压强度
8、适合于矿渣水泥、复合水泥和普通硅酸盐水泥
推广应用
随着助磨剂研究的日益深入,其作用也越来越被关注,在俄罗斯、德国、印度、美国等国家已广泛使用助磨剂。其中在美国和日本等发达国家,水泥助磨剂的使用率已达98% ,在有些国家使用率却很低,我国使用率还不到5%。近年来, 国外一些开发助磨剂较为成熟的公司进入国内市场, 并在国内助磨剂行业处于领先地位,如建筑产品业界的全球领先企业美国的格雷斯公司等。国内各类助磨剂厂也纷纷兴起, 如北京市红海鑫源科技有限公司等。它们为助磨剂的开发及应用开创了新局面。助磨剂种类繁多、品质各异、作用机理复杂, 成本相差悬殊, 使用效果随物料性质和工艺条件变化很大, 加上助磨剂性能的研究尚不够深透,这一切在一定程度上影响着其推广应用。提高水泥粉磨系统的产品质量, 提高粉磨效率,降低粉磨电耗, 及适应水泥新标准的实施, 已经成为水泥工作者和水泥企业的当务之急。这为水泥助磨剂的深入研究和广泛应用提供了很好的机会。近年来国内助磨剂的研究得到了有关高校及科研院所的高度重视, 做了大量的研究和开发工作, 取得了较好的成绩。
综合水泥助磨剂应用发展中存在的问题,我们觉得水泥助磨剂将有如下发展趋势:(1)充分利用工业、农副业废料,通过对废料的化学改造,使其成为具有化学活性的物质,变废为宝,既改善环境,又增加了经济效益。
(2)发展复合型、具有较好适应性的助磨剂。由于被粉磨物料的化学组成及矿物组成不同,各表面活性剂的作用机理也有差异,所以单一组成的助磨剂很难满足粉磨过程中的助磨要求,因此可以将几种物质复配在一起构成复合助磨剂,以增强适应性
(3)开发无毒无害,价格低廉,使用方便的助磨剂依然是发展趋势之一
(4)开发的助磨剂应对水泥及其制品的性能无不良影响,对设备及钢结构无腐蚀作用
(5)应深入进行粉磨条件对助磨效果的影响研究,以更好的指导助磨剂的选择、应用和实践。
技术转化条件
本技术生产采用常温常压下多次投料和整体物理混合整体出料应用的方式,生产中的原材料大部分是液体试剂,全部经管道计量进入混合反应釜,不经过操作人员接触。因为生产方式是物理共混,属简单操作工艺,对环境及工作人员无特殊要求。
在整个的生产过程中无废气废渣废液排出。车间内的地面清扫后的污水等进入厂区内的污水净化池,经添加絮凝剂沉淀以及化验中为中性后,排入污水管。
市场需求与效益分析
在市场竞争日益激烈的今天,尤其是在水泥行业实施ISO标准后,如何提高水泥的质量,同时降低水泥的成本,已成为各生产厂家的当务之急。为了降低能耗、节约能源、提高粉磨效率,在粉磨过程中加入少量的助磨剂来改善粉磨效率是有效的方法之一。在粉磨过程中加入少量助磨剂,可以在水泥的细度和磨机功率消耗相同的条件下增加产量;也可以在水泥产量和磨机功率消耗相同的条件下增加水泥的比表面积,从而提高水泥的强度和质量。因此,采用助磨剂是提高水泥粉磨效率、降低单位电耗的有效措施,有很大的技术经济效益。在我国在高速发展时期,新型水泥助磨剂产业将会得到蓬勃发展,对我国的现代化建设起到非常关键的作用。目前市场上普遍流行的助磨剂添加量在千分之几左右,本助磨剂在添加量上有一定的突破,具有巨大的市场价值。