摘要:
在水泥和混凝土中掺入高细度矿渣，可以提高水泥及其制品的力学性能，并节约水泥的用量，是广大水泥生产厂家重点关注的话题。目前，在国内通常采用熟料和混合材分别计量，并同时粉磨的工艺技术路线。但由于矿渣和水泥熟料硬度和易磨性存在较大的差异性，导致混合磨水泥中犷揸组分平均粒径较大，有研究表明在球磨机中粉磨矿渣水泥比表面积为300～350m2/kg，其中矿渣的实际比表面积仅250～270m2/kg左右，这严重制约了矿渣潜在水硬活性的发挥，在生产上则表现为矿渣掺量不能大幅度提高，或提高矿渣掺量而磨机产量降低、电耗剧增。实践表明，随着矿渣粉比表面积的增大，水泥中掺人矿渣粉的比例可以适当提高，矿渣比表面积提高到400m2/kg以上时可大幅度增加在水泥中的掺量，可多达50%左右，对混凝上的性能也有益处。尤其是比表面积600m2/kg级的矿渣粉掺量可达70%，但水泥的凝结时间要延长。为了解决这一问题，一般可采取以下措施：一是调整生料配料方案，适当降低熟料的硅酸率提高铝氧率；二是减少石膏掺人量，控制水泥中三氧化硫的含量在1.50%左右。通过釆取以上措施，凝结时间一般比原来缩短40～80min，其他性能指标基本不受影响，经济效益和社会效益都很显著。
一、单独粉磨
目前，矿渣粉磨技术大致有：①矿渣与熟料、石膏的共同粉磨；②矿渣单独粉磨，再与熟料、石膏的细粉混合成水泥；③矿渣单独预粉磨，再与熟料、石膏共同粉磨。但由于采用第一种粉磨工艺技术粉磨时矿渣易集中在粗粉中，仅起混合材作用。而单独粉磨矿渣不仅可生产高比表面积矿渣粉，而且节能非常明显。
1.能充分发挥矿渣的活性。众所周知，矿渣的水化反映滞后于水泥，要想水泥和矿渣达到同步水化目的，必缵控制冀各增不陶的最佳细度，以充分发挥矿渣的活性，况且矿渣的硬度及耐磨性和水泥相比有很大的差别，如果矿渣不能达到理想细度，就会造成矿渣对水泥的早期强度贡献小，致使混凝土及其制品的早期强度低，发展潜力不大，矿渣作为填料使用不能充分发挥活性，浪费资源。
2.能充分发挥水泥活性，避免过粉磨现象。由于矿渣硬度大，难粉磨，如果要达到矿渣的理想细度，务必造成水泥熟料的过粉磨现象，使水泥的早期强度大，但发展潜力小，28天强度低。这也要求我们使用分别粉磨的方法。
3.降低成本，实现成品的多元化。无论是矿渣不能充分利用或水泥的过粉磨现象都务必造成资源的浪费和成品成本的提高，如果采用分别粉磨的方法可以降低成本，况且可以任意调节水泥和矿渣粉的颗粒以满足于更多的要求，达到最多的颗粒级配，实现成品的多元化。
二、超细矿渣粉磨生产的技术路线
目前，许多企业釆厢开路粉磨方式来生产超细矿渣粉是不宜提倡的，尽管能制备高细度矿渣粉，但过粉磨严重、磨耗高、系统电耗普遍居高不下，甚至有超过200kWh的，且产品质量稳定性差，很难连续生产出质量稳定的超细粉磨。国内高细磨技术在这方面的应用还没有成功的范例，估计采用开路粉磨方式将矿渣磨至600m2/kg级别，尚需完善一些技术环节。因此，我们根据日本超细矿渣粉生产工艺，采用磨机和超细高效选粉机组成的暖流粉旖系铣生产超细矿渣微粉，有条件可在矿渣磨机前进行预挤压，效果会更明显。
烘干后的矿渣从料仓通过计量经除铁器除铁进入格筛预分后，喂入改造后的磨机，磨机内部的细磨仓内设置有搅拌装置，以加强磨机的研磨能力。出磨混合粉经提升机送入超细高效选粉机。粗粉从选粉机下部的粗粉出口，由回料输送装置返回磨机继续被研磨，成品随风从选粉机的细粉出口，被送人高效袋式收尘器，被净化的气体经风机排人大气，成品被收尘器收集。
三、生产设备的选择
1.磨机的选择。目前，矿渣粉的制备国外普遍采用立式磨和选粉机组成圈流系统的生产工艺，国内极个别企业采用，但多数为小型球磨机开流系统。因为立式磨生产的主要特点，是单机产量高、能耗低，但一次性投资较大，国内一般企业难以承受。而小型球磨机开路生产又存在单机产量低、能耗高、产品细度不易控制等缺陷，故难以承担起大批量生产的重任。不过球磨机历史悠久、技术成熟、运转可靠、操作简单，在水泥厂中普遍采用，这是它的优势所在。因此，我们认为选用大型的球磨机，作为矿渣磨是一个很符合中国国情的选择，投资较低，产量和成品质量稳定，运行可靠。
2.选粉机的选择。由于矿渣单独粉磨的成品比表面积要求在420m2/kg以上，不少厂家甚至要求成品比表面积达到600m2/kg扣所以普通的离心式选粉机或旋风式选粉机无论在分级性能和成品收集性能都无法满足要求。而O—Sepa选粉机采用笼式分级机构，应用平面螺旋气流选粉原理，由垂直叶片和水平叶片组成的笼式转子，回转时使内外压差在整个选粉区高度之下维持，从而使气流稳定均匀，为成品精选创造了良好条件，分级精度高。而收集装置采用气箱脉冲袋式收尘器或国际上最先进的脉冲滤筒除尘器，该设备处理粉尘浓度大(可以达到1000g/m3)，收尘效率高达99.95%，出口粉尘浓度在80mg/m3以下。
四、矿渣磨机改造
1.矿渣磨的特点。①一般水泥粉磨过程中提倡多破少磨、磨内筛分，以达到增产降耗的目的，但多破少磨的措施却不适用于矿渣磨。矿渣原料中大颗粒含量很少，粒度相对均匀，粒径多集中于1～60mm。因此，为了控制入磨粒度，以利于优化级配，只要按格筛预分即可。②矿渣对设备的磨损主要取决于铁和氧化铁的含量。由于铁具有可塑性，故很难在粉磨设备中被细磨。会渐渐附集在粉磨系统中，’造成设备进一步的磨损。为了尽量避免这一不利因素，清除铁质昶物是必须的。③内部结构不同。普通水泥磨在内部；隔仓板及衬板采取专一的技术设计。④仓位的不同；鞑当弱化破碎乓能力，尽量提高研磨能力，根据这个特征和要求制定出相应的措施。⑤独特的筛分装置及篦孔排列形式的变化，适应不同的比表面积矿渣粉的要求。⑥矿渣必须经过烘干，但水分不能太小，水分太小，矿渣磨内流速太快，无法控制成品的比表面积。
2.普通磨机改造为矿渣磨。从矿渣磨的特点可以看出，普通球磨机直接用于粉磨矿渣是不适宜的，不仅是工艺布置上需要作出变化，而且各仓长度，各仓衬板形式、材质，研磨体的级配，隔仓板的篦缝形式、大小、筛分功能、筛孔直径，活化装置及出料装置等都必须作相应的改变。
五、经济效益分析及其他
矿渣磨改造，既可以在现有的球磨机上进行改造，也可以在磨机生产厂家购买球磨机外部简体、支承、动力、控制和传动部分，由公司提供球磨机的衬板、筛分装置、活化装置、出料装置、，选粉机及整体改造方案。
1.经济效益分析。以φ3×13m矿渣磨为例，按上述方案实施后，生产比表面积420m2/kg的矿渣粉台时产量在30t/h以上，吨矿渣粉电耗73kWh，年产矿渣粉达19万吨。
2.节省消耗材。一是粉磨效率的提高降低了球段的磨耗，二是研磨体规格的减小，降低了衬板及隔仓板的磨损。
3.使用寿命长。磨内部分是普通矿渣磨使用寿命的3倍。
4.结构更科学。磨内存料量及流速更合理，无堵磨等不良现象，提高了磨机的运转率。
