水泥助磨劑的選擇和使用問題

  1 使用助磨劑不盡理想的原因

  助磨劑已成為水泥粉磨過程中有效的節(jié)能降耗措施之一，作為一項有利于水泥企業(yè)提質(zhì)增效、減排利廢的技術，工業(yè)發(fā)達國家的水泥企業(yè)幾乎都在使用助磨劑，但助磨劑在我國的使用還不盡理想。究其原因，與以下幾點不無關系：

  1）由于各水泥企業(yè)的工藝條件千差萬別，加入助磨劑后，助磨劑不能充分發(fā)揮自身的作用，因而使用效果達不到客戶的預期目標，致使企業(yè)的經(jīng)濟效益不明顯。

  助磨劑具有十分敏感的適配性，其組分和含量、摻量的多少均會影響使用效果。助磨劑對不同企業(yè)的水泥、不同品種的水泥其適配性是不同的，對不同熟料、不同混合材及不同物料水分的適配性是不同的，對不同規(guī)格的磨機其適配性也是不同的，應根據(jù)不同客戶的實際條件調(diào)整水泥助磨劑的組分及用量。

  2）一些中小水泥企業(yè)，特別是粉磨站，由于其熟料都是外購的，購進的熟料內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定，且又不能較好均化，加之進廠的礦渣水分很大，又不具備烘干條件，這些都直接影響到助磨劑的使用效果。

  使用助磨劑后，在物料的使用上要保持均衡穩(wěn)定，工藝設備應保持在良好狀態(tài)，能適時、適當調(diào)整工藝技術參數(shù)，同時要控制好混合材的水分，把握好混合材的摻量與臺時產(chǎn)量的合理平衡，才能充分發(fā)揮助磨劑的功效。

  3）使用助磨劑后，可能使磨機的臺時產(chǎn)量提高，但部分水泥企業(yè)的某些設備運行能力明顯不足，如選粉機電流超高、出磨提升機能力不足、配料秤下料量達到極限等等，這些因素都可能會制約助磨劑的使用效果。

  使用助磨劑后，要求物料的配比、計量、喂料量要準確穩(wěn)定，附屬設備要有一定的富余能力，系統(tǒng)的通風及密封狀況要保持良好。磨內(nèi)的物料流速通常會加快，可適當調(diào)整磨機通風量和各倉研磨體級配、裝載量等，將物料流速控制在合理的水平。

  4）使用助磨劑后，出磨水泥的細度（篩余或比表面積）指標不合理，對這些控制指標未作及時調(diào)整。

  使用助磨劑后，磨機內(nèi)的粉磨工況將發(fā)生變化，出磨水泥的細度與顆粒級配的相關性、與水泥物理性能的相關性將發(fā)生變化，細度的控制指標需要根據(jù)物理性能的變化重新確定。

  5）在使用前對助磨劑的選配、小磨試驗、大磨試用、助磨劑調(diào)整等工作不夠認真；在使用中對這些重要的工作，甚至在工藝、物料發(fā)生變化的情況下，都很少做、甚至干脆不做。

  6）應該特別強調(diào)的是，助磨劑產(chǎn)品的質(zhì)量好壞，不僅僅在產(chǎn)品本身，其技術服務水平也是產(chǎn)品質(zhì)量的重要組成部分。優(yōu)質(zhì)的服務水平、良好的服務態(tài)度、友好的溝通環(huán)境，是用戶用好助磨劑的前提，而這恰恰也是助磨劑行業(yè)最需要完善的地方。

  助磨劑的使用質(zhì)量＝物質(zhì)產(chǎn)品的實體質(zhì)量＋技術服務的虛擬質(zhì)量

  對于水泥助磨劑的質(zhì)量來講，技術服務所占的比重很大。助磨劑商家只有根據(jù)水泥企業(yè)各自的工藝特點為其提供“適時適配的助磨劑產(chǎn)品＋全面完善的技術服務”，并根據(jù)其變化作出及時的調(diào)整，才能真正達到理想的使用效果。

  7）必須指出的是，助磨劑不是“懶人”的技術，只有更多的試驗優(yōu)選才能保證其適配性，才能取得最佳的效果。要想獲得較大的助磨劑效益，使用者必須積極主動地與助磨劑商家搞好配合和協(xié)助，因為助磨劑對適配性有很高的要求，對適配目標的了解，服務者不都是粉磨專家、不會全天候盯在現(xiàn)場，服務者不可能超過使用者。

  助磨劑的使用效益＝助磨劑質(zhì)量效益＋助磨劑服務效益＋使用者配合效益

  8）在水泥市場嚴重供過于求的今天，用戶真的成了我們的上帝，使用助磨劑必須考慮用戶的利益。

  助磨劑的平衡效益＝降低熟料消耗收益＋粉磨節(jié)電收益＋提高產(chǎn)能收益－助磨劑使用成本－對水泥銷量的影響－對水泥售價的影響

  需要注意的是，大部分水泥用戶不歡迎在水泥中使用助磨劑，更不歡迎使用高有害成分的助磨劑。

  多數(shù)小摻量助磨劑（≤0.1%）：醇胺類化合物＋減水劑＋增強劑＋其他

  多數(shù)大摻量助磨劑（0.1%～0.3%）：醇胺類化合物＋堿性激發(fā)劑＋其他

  多數(shù)堿性激發(fā)劑采用有工業(yè)鹽（NaCl、Na2SO4）、片堿（NaOH）、氯化鋇等廢料或廢礦，K、Na、Cl-等有害成分明顯偏高，對水泥的需水量、混凝土的和易性、以及混凝土外加劑的相容性有較大影響，這些問題將影響用戶的切身利益。

  因此，當水泥企業(yè)將使用助磨劑作為一種增效措施時，必須有所克制、必須顧及用戶的利益。

  2 如何選好用好助磨劑

  水泥企業(yè)一般將助磨劑粗略地分為“增強型”和“增產(chǎn)型”兩大類，應該如何選擇呢？一般認為，想提高強度就選擇“增強型”的助磨劑，想增產(chǎn)或節(jié)電就選擇“增產(chǎn)型”的助磨劑。這好像是無可厚非，但有時結(jié)果并不理想。

  實際上，就一個粉磨系統(tǒng)來講，在強度、產(chǎn)量、電耗之間，它們是可以相互轉(zhuǎn)化的，將水泥磨細點，就可以將產(chǎn)量和電耗轉(zhuǎn)化為強度。相反，將水泥磨粗點，就可以將強度轉(zhuǎn)化為產(chǎn)量和電耗。

  助磨劑又可分為“高流速型”和“低流速型”兩大類。應該首先找到這個粉磨系統(tǒng)的弱點，然后對癥下藥地選擇適合自己的助磨劑，才能獲得較好的結(jié)果。比如，如果出磨提升機能力本來就沒有富余，而又選擇了高流速型的助磨劑，由于系統(tǒng)還存在提產(chǎn)瓶頸，結(jié)果是不但不能增產(chǎn)節(jié)電，而且強度也得不到保證。

  只要助磨劑有利于彌補粉磨系統(tǒng)的不足，就能獲得較好的增強或節(jié)電效果，至于想要增強還是想要增產(chǎn)節(jié)電，完全可以通過細度的粗細進行轉(zhuǎn)化。要想使助磨劑在水泥生產(chǎn)中達到預期的使用效果，就必須考慮助磨劑的適配性、針對性，就離不開小磨試驗和大磨試驗。

  2.1 選擇助磨劑要考慮的因素

  1）助磨劑對不同熟料、不同混合材、以及它們各自的不同水分，其適配性是不同的。

  2）助磨劑對不同工藝的粉磨系統(tǒng)、不同規(guī)格的磨機、甚至系統(tǒng)所配輔機有沒有富余能力，其適配性是不同的。

  3）助磨劑的組分和含量直接影響助磨劑的使用效果，過多、過少的使用量也會影響其使用效果。

  4）影響助磨劑適配性的因素眾多，不可能考慮的如此周全，所以必須強調(diào)使用前和使用中的試驗、試用、及時調(diào)整。

  5）部分粉磨系統(tǒng)在使用部分助磨劑后，有可能影響到水泥的某些性能，主要表現(xiàn)有：膠砂流動度差、28d強度增進率低、凝結(jié)時間延長或縮短等，個別助磨劑還會導致水泥與混凝土外加劑的相容性變差，影響混凝土的質(zhì)量。

  使用助磨劑雖然可以起到提產(chǎn)、節(jié)能的效果，但毋庸諱言，助磨劑的過量加入會導致水泥顆粒更加集中，使顆粒堆積的孔隙率增大，這對混凝土結(jié)構(gòu)是不利的，已經(jīng)引起了混凝土行業(yè)的反感，不得不引起水泥行業(yè)和助磨劑行業(yè)的重視，我們有責任找到有效的解決措施。

  若要減小顆粒分布的集中度，簡單的就是要適當降低助磨劑摻量，在發(fā)揮助磨劑的節(jié)電效果上做到適可而止，而我們又不甘心。而國外的混凝土行業(yè)為了調(diào)節(jié)水泥對混凝土的適配性，在混凝土的配制中，經(jīng)常添加一些輔助性膠凝材料，即所謂礦物摻合料。其原理之一，就是增加粉料中＜10μm特別是＜3μm顆粒的微細集料，使粉料級配更接近于Fuller級配，從而達到減水、致密化的目的，即所謂的“微細集料效應”。

  也就是說，無論水泥顆粒組成如何，只要有相應的摻合料及其配套技術，就可以彌補水泥顆粒組成的不適應，配制出好的混凝土；也就是說，只要有相應的摻合料及其配套技術，水泥粉磨工藝的技術進步，包括使用助磨劑，可以不受水泥顆粒組成的制約。這也就是“分別粉磨工藝”和“摻合料校正工藝”分別在水泥行業(yè)和混凝土行業(yè)的基本原理和發(fā)展前景。

  遺憾的是，水泥行業(yè)的“分別粉磨工藝”和混凝土行業(yè)的“摻合料校正工藝”，目前在我國還沒有引起兩個行業(yè)的足夠重視?；炷恋倪m配性尚依賴于水泥的原有級配，這是我們面對的現(xiàn)實。

  遺憾的是，我們的水泥行業(yè)只知道對混凝土行業(yè)的“挑剔”怨聲載道，為什么就不能摻加一定的礦物摻合料，利用“微細集料效應”改善我們的水泥性能呢？為什么就不能為我們摻加理想的助磨劑量創(chuàng)造條件呢？

  當然，“礦物摻合料”最好是由混凝土行業(yè)摻加，因為最佳的礦物摻合料不僅取決于水泥，還與混凝土所配其他物料的性能和顆粒級配有關。但是，在混凝土行業(yè)還不愿意做這項工作的時候，水泥行業(yè)可以先嘗試做，因為想摻加助磨劑的是水泥行業(yè)，而不是混凝土行業(yè)。

  生產(chǎn)和摻加“礦物摻合料”，雖然水泥行業(yè)沒有混凝土行業(yè)發(fā)揮的作用徹底，水泥行業(yè)的摻加并不能取代混凝土行業(yè)的摻加，但水泥行業(yè)比混凝土行業(yè)具有無可比擬的生產(chǎn)和摻加條件，助磨劑的受益者主要是水泥行業(yè)，水泥行業(yè)可以先主動承擔起這個責任來。

  2.2 使用助磨劑的注意事項

  1）保持助磨劑摻入量及入磨物料穩(wěn)定。必須經(jīng)常檢查助磨劑流量，保證摻入量準確；避免大幅度調(diào)整助磨劑摻入量及大幅度提產(chǎn)，應在穩(wěn)定生產(chǎn)中逐步調(diào)整，以免破壞磨況。

  2）跑粗或飽磨的處理。如出現(xiàn)產(chǎn)品細度、出磨細度（閉路磨）變粗，或循環(huán)負荷過高并產(chǎn)生飽磨現(xiàn)象，應適當降低助磨劑摻入量，或需通過降低產(chǎn)量來調(diào)整飽倉、跑粗等現(xiàn)象。

  3）入磨物料顆粒的大小與穩(wěn)定。入磨物料的顆粒大小應該控制合適并保持穩(wěn)定，顆粒尺寸的頻繁變動易導致磨內(nèi)粉磨情況不穩(wěn)定，影響助磨劑使用效果。

  4）如出現(xiàn)粗倉容易飽磨而細倉偏空的狀況，一般是因為提產(chǎn)幅度過大，導致粗倉破碎能力不足、粗細倉能力不平衡所致，應適當調(diào)整磨機研磨體的級配，適當增加粗磨倉的破碎能力。

  5）要適時適當?shù)卣{(diào)整磨機系統(tǒng)的各工況參數(shù)，如磨內(nèi)的風速和風量、選粉機的風量和轉(zhuǎn)速、磨機各倉填充率和研磨體級配等。

  6）對于增強型助磨劑，在入磨物料調(diào)整后（混合材適當增加，產(chǎn)量不變時）磨音可能會格外響亮，應降低磨內(nèi)通風以降低物料流速，調(diào)整選粉機以增加回粉量，使物料得到充分的研磨，而不要以增加產(chǎn)量的方法降低磨音。

  2.3 把好助磨劑的進廠關

  助磨劑一般采用散裝罐車或桶裝運輸及儲存，對每批次進廠的助磨劑（罐車每車為一個批次；桶裝按品種每進廠一批為一個批次），首先由使用單位的質(zhì)控人員和生產(chǎn)人員、以及助磨劑供貨商代表（也可委托助磨劑送貨人員代表）三方聯(lián)合取樣。取樣要求：

  ①罐車：卸料過程中隨機抽2～3次，總量至少  1 000mL；

  ②桶裝：每批次抽查3～5桶，總量至少1 000mL。

  將樣品抽取到塑料或玻璃容器中混合均勻，一分為二。其中一份樣品貼上留樣條和封樣條，作為封存樣保存90d。留樣條注明樣品名稱、編號（或批次）、取樣時間、取樣人等內(nèi)容，封樣條注明封存時間、共同封樣人的簽名。

  另一份填寫留樣條后，進行密度、pH值檢測和小磨試驗，留樣保存40d。一般檢測結(jié)果與產(chǎn)品合格報告檢驗結(jié)果相比，密度誤差在0.03g/cm3范圍內(nèi)判為合格。

  2.4 提高小摻量助磨劑摻加量的穩(wěn)定性

  毋庸置疑，助磨劑摻加量的準確性和穩(wěn)定性，對其使用效果和使用成本都有較大影響。由于水泥大工業(yè)生產(chǎn)與助磨劑小劑量添加對管理要求的差異，特別對小摻量的助磨劑尤其明顯，導致?lián)搅康牟▌颖M管絕對值不大，但相對值不小，控制波動的難度也大一些。

  這里有一個簡單有效的輔助辦法，就是將摻加量人為的“放大”。經(jīng)助磨劑供需雙方溝通，在使用方附近尋求一種對助磨劑和水泥生產(chǎn)均不構(gòu)成影響的、價廉物美的添加液，將其預先摻入到助磨劑中攪拌均勻，將原有助磨劑的計量放大后使用。如此，在原有波動絕對值不變的情況下，波動的相對值就減小了。

  3 關于助磨劑的試驗

  助磨劑的試驗包括小磨試驗和大磨試驗，是保證助磨劑適配性、降低優(yōu)選成本的重要措施，兩者的側(cè)重各有不同，彼此不能代之。

  小磨試驗的目的有：用物料（正在使用的物料或準備使用的物料）初步優(yōu)選助磨劑的品種和摻量；用物料初步驗證助磨劑的適應性（礦物組成、易磨性），以減少大磨試驗的盲目性；用標準物料（自配留用）驗證在用助磨劑的穩(wěn)定性。

  大磨試驗的目的有：在小磨試驗的基礎上，進一步驗證小磨初選助磨劑對粉磨工況的適應性。影響助磨劑適應性的工況因素諸如，物料的易磨性、黏結(jié)性、水分、溫度等，粉磨工況的通風、出磨溫度、研磨體級配等，質(zhì)控指標的細度、比表面積、顆粒級配、石膏摻量等，使用性能的需水量、保水性、與外加劑的相容性等。

  雖然用前試驗對助磨劑的使用很重要，但反復的試驗、特別是大磨試驗，不僅要耗費大量的人力，而且對生產(chǎn)影響較大、試驗成本也較高，這正是不少企業(yè)不情愿做大磨試驗的原因之一。

  大磨試驗對生產(chǎn)和試驗成本的影響主要在于有一個空白試驗，實際上除了特殊的需要以外，我們可以在大磨試驗初期，選擇一種適應性強的助磨劑作為對比助磨劑，在后續(xù)的大磨試驗中用對比助磨劑試驗代替空白試驗，就可以減少助磨劑大磨試驗的影響。

  3.1 助磨劑的小磨對比試驗

  每批次助磨劑進廠后，都應對助磨劑進行一次小磨對比試驗，如出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常須再做一次小磨試驗、或安排大磨試驗，同時與助磨劑商家聯(lián)系，共同解決問題并查明原因。

  1）原料準備：試驗所需的熟料、天然石膏、各種混合材分別在水泥磨頭（或堆場）隨機取正常樣品，破碎至粒度＜7mm，烘干、混合均勻。

  試驗水泥熟料要求：3d抗壓強度≥28MPa,28d抗壓強度≥56MPa，C3S≥55%, C3S+C2S≥75%,f-CaO≤1.5%，試驗小磨水泥物料綜合水分≤1.5%。

  為提高試驗結(jié)果的可比性，以及對大磨試驗、大磨使用的指導性，要求試驗所用熟料每月制備一次，混合材料每季度制備一次，石膏每半年制備一次，混合均勻備用，密封保存。

  2）標準水泥樣品的制備：按上月該品種水泥平均實際物料（干基）配比，在實驗小磨上摻加和實際生產(chǎn)相同的助磨劑比例（上批次助磨劑），粉磨達到本公司實際質(zhì)量控制指標，制取5kg標準水泥樣品。

  3）對比水泥樣品的制備：與標準試驗水泥物料配比相同，摻加本次進廠助磨劑，助磨劑用量、粉磨時間相同，制取5kg對比水泥樣品。

  4）檢驗與對比：兩種樣品可檢驗如下項目并進行對比：粉磨時間、氯離子、堿含量、三氧化硫、燒失量、標準稠度用水量、凝結(jié)時間、80μm篩篩余、比表面積、安定性、3d強度、28d強度、流動度。對比水泥樣品與標準樣品相比，3d抗壓強度相差在±0.8MPa范圍內(nèi)、且其他項無明顯異常時，可認為該批次助磨劑同上批次助磨劑質(zhì)量一致。

  3.2 助磨劑的大磨對比試驗

  使用助磨劑的水泥企業(yè)，原則上每季度至少進行一次大磨對比試驗，當對助磨劑的質(zhì)量有異議時，可根據(jù)自己的實際情況及需要隨時進行大磨試驗。空白試驗和大磨試驗生產(chǎn)的水泥質(zhì)量，必須符合水泥企業(yè)的水泥質(zhì)控標準要求。

  大磨試驗的程序相對復雜、需要水泥企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的密切配合，一定要重視試驗的組織工作。建議由水泥企業(yè)質(zhì)控處牽頭、并制訂詳細的試驗方案，報生產(chǎn)領導批準后，召集水泥企業(yè)相關單位和助磨劑商家共同開會、詳細布置，做好試驗前的各項準備工作。

  1）空白試驗

  大磨試驗須選在物料質(zhì)量和粉磨工況正常且穩(wěn)定的情況下進行。對于已經(jīng)使用助磨劑的系統(tǒng)，為確?？瞻自囼炈鄻悠犯黜椯|(zhì)量指標達到內(nèi)控標準的要求，在停用助磨劑前需先調(diào)整混合材配比，原則上下調(diào)混合材總量不少于6%，下調(diào)混合材的品種為最大摻量的混合材，臺時產(chǎn)量需下調(diào)5%～10%，要求分步調(diào)整到位，在物料調(diào)整完成30min后停用助磨劑。

  待磨機工況穩(wěn)定、水泥各項質(zhì)控指標檢驗合格2h后，對出磨水泥連續(xù)取樣4h以上，取樣量不少于10kg。將所取樣品混合均勻并通過0.9mm篩，作為大磨試驗空白樣品，留樣一分為三份封存，使用單位、助磨劑商家各一份進行檢驗，留一份備仲裁使用。

  2）使用助磨劑試驗

  在空白試驗取樣結(jié)束后，保持磨機配比和喂料量不變的前提下，加入試驗助磨劑。按供需雙方商定的型號和摻加量加入，要求每30min對加入量校準一次，如誤差超過5.0%時，應及時調(diào)整，并作好記錄。

  待磨機工況穩(wěn)定，水泥各項質(zhì)控指標檢驗合格1h后，原則上逐步上調(diào)混合材總量不少于6%，上調(diào)混合材的品種為做空白試驗時所下調(diào)過的混合材品種，臺時產(chǎn)量上調(diào)5%～10%，要求分步調(diào)整到位，此過程需要3～4h。

  待磨機工況穩(wěn)定后連續(xù)取樣4h，取樣量不少于10kg。將所取樣品混合均勻并通過0.9mm篩，作為大磨試驗使用助磨劑的樣品，將對比樣品進行混合后留樣。留樣一分為三份封存，使用單位、助磨劑商家各一份進行檢驗，留一份備仲裁使用。

  3）檢驗與對比

  試驗結(jié)束后，助磨劑用戶和商家應及時進行樣品檢驗，空白試驗與使用助磨劑試驗兩種樣品的檢驗內(nèi)容可參考小磨試驗樣品的檢驗項目進行，完成試驗報告并互換確認。如使用單位與助磨劑商家對試驗結(jié)果有分歧，可商定重新試驗、或以雙方認可的第三方仲裁為準。

  4）大磨試驗的注意事項

  要加強對大磨試驗水泥的監(jiān)控與管理，所產(chǎn)水泥必須符合企業(yè)的水泥質(zhì)控標準要求。大磨試驗期間生產(chǎn)的水泥，必須進入使用者質(zhì)控處指定的水泥庫，質(zhì)控處要加強對該批水泥的監(jiān)控力度和頻次，待1d強度及其余各項質(zhì)控指標檢驗合格后方可搭配均化出廠。