第一節(jié) 水泥助磨劑產(chǎn)品基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程
我國的水泥助磨劑生產(chǎn)工藝技術(shù)的進(jìn)展經(jīng)歷了三個階段:
手工作坊→人工計量機(jī)械化生產(chǎn)線→自動控制計量機(jī)械化生產(chǎn)線;
目前仍有50%以上的企業(yè)停留在第一階段;40%以上的企業(yè)進(jìn)入了第二階段;進(jìn)入第三階段的企業(yè)不足5%。
由于進(jìn)廠原材料有固體原料和液體原料,粉體助磨劑的生產(chǎn)過程比液體助磨劑相對復(fù)雜一些。首先要對進(jìn)廠的原料進(jìn)行檢選和預(yù)處理,塊狀原料要經(jīng)破碎、粉磨,而達(dá)到一定的細(xì)度要求;再將不同的細(xì)粉原料(或液態(tài)原料),按設(shè)計的配合比進(jìn)行計量配料;然后是混合、攪拌與均化;最后按批次進(jìn)行取樣檢驗(yàn)和助磨效果試驗(yàn),合格后,再計量包裝或灌裝,等待出廠。
水泥助磨劑的品種,國內(nèi)目前沒有統(tǒng)一的規(guī)定,各企業(yè)基本上都是按自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件、以及各自的理化指標(biāo)要求進(jìn)行質(zhì)量控制或檢驗(yàn)。 行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)《水泥助磨劑》(JC/T667-2004)中只有助磨劑在水泥生產(chǎn)中的使用效果要求,所以,全國強(qiáng)制性的統(tǒng)一管理和規(guī)范化生產(chǎn),迫在眉睫。
水泥助磨劑對水泥生產(chǎn)中的原材料性質(zhì)等工藝條件、設(shè)備運(yùn)行狀況以及工作環(huán)境的變化,都有一個適應(yīng)性的要求。因此,適時、及時地進(jìn)行調(diào)整和售后服務(wù)十分重要;這其中包括:助磨劑生產(chǎn)配比的調(diào)整、助磨劑計量給料的調(diào)整和現(xiàn)場粉磨工藝參數(shù)的調(diào)整。因此,深入 研究 助磨機(jī)理、改進(jìn)助磨劑應(yīng)用功能、提高助磨劑使用效果的穩(wěn)定性,成為助磨劑工藝技術(shù)發(fā)展 研究 的焦點(diǎn)。
從國家知識產(chǎn)權(quán)局?jǐn)?shù)據(jù)庫能檢索到約50件水泥助磨劑發(fā)明專利(2009年元旦前公開的),其中顆粒狀或粉狀助磨劑專利21件,液體助磨劑專利27件,固、液體助磨劑專利2件。新中國于1985年正式實(shí)施專利法并開始受理專利申請。首件水泥助磨劑專利是1986年國家建材局建材院水泥所申報的。50件水泥助磨劑專利中31件是在2005-2008年4年中申報的,其余19件是在2005年前的20年期間申報的。這充分說明我國水泥助磨劑技術(shù)在2005年前后進(jìn)入快速發(fā)展期。
第二節(jié) 水泥助磨劑產(chǎn)品新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況
由于粉磨物料的復(fù)雜多樣性,單一組分助磨劑不能滿足其粉磨要求,這就促進(jìn)了對復(fù)合組分助磨劑的 研究 ,目前已經(jīng)取得了很多有益的成果。按照復(fù)合助磨劑中含有的基團(tuán)種類分為2種基團(tuán)復(fù)合助磨劑和多種基團(tuán)復(fù)合助磨劑。
1、2種基團(tuán)復(fù)合助磨劑
由2種有機(jī)基團(tuán)復(fù)合的助磨劑中,最常見的是醇胺和磺酸鹽復(fù)合。
三乙醇胺和木鈣復(fù)合:孫世龍等用三乙醇胺、2種不同的造紙廢液和還原后的無機(jī)鹽類復(fù)合成AF水泥助磨劑,使磨產(chǎn)量提高12以上;李玉華等發(fā)現(xiàn)由TEA、木鈣組成的復(fù)合助磨劑可以大幅度提高水泥細(xì)度。
多乙醇胺和FDN復(fù)合:邵洪江等優(yōu)選出T2F2復(fù)合(T2代表多乙醇胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%,F(xiàn)2代表FDN質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%,濃度皆為35%)可提產(chǎn)15%~30%,節(jié)能10%以上。
三乙醇胺和改性木質(zhì)素衍生物復(fù)合:曾冬銘等采用三乙醇胺與減水劑(改性木質(zhì)素衍生物)復(fù)合制備出的AS助磨劑,在細(xì)度相同的情況下,可使水泥產(chǎn)量提高23%~25%,單位電耗降低20%。
另外還有多元醇胺和木質(zhì)素磺酸鹽復(fù)合,三乙醇胺和木質(zhì)素磺酸鹽、六偏磷酸鈉復(fù)合。在醇胺類和磺酸鹽類復(fù)合中,三乙醇胺和木鈣復(fù)合的形式最多。除了醇胺和磺酸鹽基團(tuán)復(fù)合最常見外,其它形式的基團(tuán)復(fù)合如下表所示。
其它形式的2類基團(tuán)復(fù)合
2、多種基團(tuán)復(fù)合助磨劑
由多種基團(tuán)復(fù)合的助磨劑也有很好的助磨效果。陳華全選擇羥基、胺基、羧基、羰基、混合基等具有強(qiáng)吸附和分散能力的表面活性劑作助磨劑,試驗(yàn)表明混合基可使粉磨系統(tǒng)各指標(biāo)參數(shù)得到極大改善,物料體止角變小,磨內(nèi)物料流速加快,磨機(jī)產(chǎn)量提高21%,顆粒平均粒徑減小。丁向群等以羥基、羧基和磺酸基配制成助磨劑,在保持細(xì)度相同的條件下,磨機(jī)臺時產(chǎn)量提高了31%,單位電耗降低了20%。
由以上可以看出,復(fù)合助磨劑能滿足大部分物料粉磨的要求,對水泥粉磨有很好的助磨效果,能提高粉磨效率。助磨劑中的有效成分就是一些有機(jī)物,而有機(jī)物主要是由碳鏈和基團(tuán)組成。以前的 研究 結(jié)果顯示,隨著碳鏈的增長,有機(jī)物(含有相同數(shù)目的相同基團(tuán))的助磨效果減弱。由此可見,助磨劑中真正起助磨作用的就是其有效成分有機(jī)物中含有的有機(jī)基團(tuán)。
第三節(jié) 水泥助磨劑產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)熱點(diǎn)、難點(diǎn) 分析
我國目前生產(chǎn)水泥助磨劑的企業(yè)大約有200多家。據(jù)市場統(tǒng)計數(shù)據(jù),2008年全國助磨劑年產(chǎn)量大約為120萬噸左右;其中:起純助磨提產(chǎn)作用的助磨劑所占比例極少,而各種多功能復(fù)合助磨劑,生產(chǎn)量大約占85%以上的份額。助磨劑的多功能拓展,已經(jīng)成為廣大水泥企業(yè)用戶的迫切需求。多功能復(fù)合助磨劑的重要作用表現(xiàn)在以下幾方面:
1、可以加速工業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為膠凝材料的物理化學(xué)變化過程,可以拓寬工業(yè)廢棄物更多、更好、更快地轉(zhuǎn)化為再生資源;它是水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展、走循環(huán)經(jīng)濟(jì)道路不可缺少的重要組成部分。
2、復(fù)合型助磨劑在水泥生產(chǎn)中應(yīng)用,可節(jié)約不可再生資源和能源的消耗,是水泥工業(yè)節(jié)能減排最經(jīng)濟(jì)、適用的技術(shù)途徑。
3、復(fù)合型助磨劑在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用,可以減少熟料的使用量,增加工業(yè)廢棄物的摻加量,從兩個方面加大對環(huán)境保護(hù)的作用。
4、復(fù)合型助磨劑可以方便、快捷地進(jìn)行水泥的改性工作,生產(chǎn)適合市場需要的專用水泥或特性水泥,擴(kuò)大水泥的適用范圍,提高水泥使用的耐久性。
總之,復(fù)合型助磨劑在水泥工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,可以簡化生產(chǎn)工藝過程、提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量、降低水泥生產(chǎn)成本、在滿足社會對水泥需求的同時,加快工業(yè)廢棄物的循環(huán)再利用、減少水泥生產(chǎn)對不可再生資源、能源的依賴和消耗,同時大幅度地減少水泥生產(chǎn)過程中污染物的排放、更有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
第四節(jié) 水泥助磨劑產(chǎn)品未來技術(shù)發(fā)展趨勢
水泥是一個高能耗的 行業(yè) ,通過技術(shù)手段建立水泥 行業(yè) 能源消耗的數(shù)學(xué)模型,是“十一五”期間我國需要 研究 的一個重要課題。水泥助磨劑對能源消耗數(shù)學(xué)模型的影響是節(jié)能技術(shù) 研究 的重點(diǎn)之一。
近年來,隨著全球能源危機(jī)的加劇,人們對于節(jié)能技術(shù)的 研究 投人會快速增加,因而對水泥助磨劑的 研究 也會達(dá)到一個新的階段。現(xiàn)在,國外一些公司已經(jīng)進(jìn)人國內(nèi)市場,國內(nèi)各地的水泥助磨劑廠也紛紛興起,為助磨劑的 研究 應(yīng)用開創(chuàng)了一個新局面。系統(tǒng)中添加助磨劑的目的是為了改善物料的易磨性,減輕顆粒之間的粘聚結(jié)團(tuán)作用,消除微細(xì)顆粒球糊襯板現(xiàn)象,提高磨機(jī)內(nèi)物料的流動性,從而實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的目標(biāo)。但化學(xué)助磨劑對后續(xù)作業(yè)及環(huán)境的影響是影響助磨劑發(fā)展的主要因素,許多能提高磨礦效率的化合物因?qū)罄m(xù)作業(yè)或生態(tài)環(huán)境有不良影響而不能使用,只有影響很小的助磨劑才能夠被接受。在使用助磨劑前,必須完全了解其毒性,因而 研究 無毒、無害而價格低廉的助磨劑是今后發(fā)展的一個方向。
由于助磨劑通常為化學(xué)藥劑,極易揮發(fā)損耗,因此,可以在形式上作一些改變,將助磨劑通過一種特殊的物質(zhì)作為載體,延緩助磨劑進(jìn)入粉磨系統(tǒng)后的快速揮發(fā)消散,使助磨劑在粉磨的全過程中逐漸緩釋出來也是當(dāng)前助磨劑的 研究 課題。
此外,由于各水泥生產(chǎn)廠家原料物質(zhì)的表面性質(zhì)存在差異,助磨劑在待磨顆粒表面上吸附的速度也會不同,利用這種差異,可以改變組成礦物各自的表面性質(zhì)、連接面性質(zhì)及礦漿的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)磨礦的選擇性。因此,根據(jù)不同物料的表面性質(zhì), 研究 選擇性好的助磨劑也是其發(fā)展的主要方向。
對于助磨劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可以充分利用工業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)業(yè)的廢料,通過對廢料進(jìn)行化學(xué)改造,使其成為具有化學(xué)活性的物質(zhì),變廢為寶,既改善了環(huán)境,又增加了效益。比如,從造紙廠的廢液中提取的木質(zhì)素磺酸鹽助磨劑,從焦化廠、煉油廠的廢棄物中經(jīng)磺化、堿化而制成的烷基萘磺酸鹽系的陰離子表面活性劑,還有糖廠的糖渣、選煤廠泥炭等都可以通過化學(xué)方法轉(zhuǎn)化成活性物質(zhì)形成助磨劑。
助磨劑
研究
的另一個方向就是多種助磨劑進(jìn)行復(fù)配使用。通過實(shí)驗(yàn)
研究
,有些單一的助磨劑存在一些局限性,多種助磨劑進(jìn)行復(fù)配使用也許可以克服上述局限性。就象中國的中藥一樣,多種成分在一起相生相克,去弊存利。幾種物質(zhì)復(fù)配在一起構(gòu)成復(fù)合助磨劑,以增強(qiáng)適應(yīng)性。這樣,我國在高速發(fā)展時期,新型水泥助磨劑產(chǎn)業(yè)將會得到蓬勃發(fā)展,對我國的現(xiàn)代化建設(shè)起到非常關(guān)鍵的作用。
免責(zé)申明:本文僅為中經(jīng)縱橫
市場
研究
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