水泥助磨劑的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景 |
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2015-06-10 21:12:05 |
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水泥助磨劑是一種添加劑，適量地加入到被粉磨的物料中，能通過它對(duì)顆粒表面的物理化學(xué)作用，發(fā)揮力學(xué)效能，得以提高物料的易碎性和分散性，從而提高粉磨細(xì)度和降低粉磨電耗。
作用機(jī)理①助磨劑在固體顆粒表面上的吸附，改變了顆粒表面的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，降低了顆粒的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)阻止了新生裂紋的閉合，加速物料裂紋的擴(kuò)展。
②當(dāng)物料粉碎磨細(xì)到一定細(xì)度時(shí)，顆粒之間、顆粒與研磨介質(zhì)間會(huì)聚集、粘附形成包殼。助磨劑能迅速地消除或減弱顆粒與顆粒、顆粒與研磨介質(zhì)間的聚集和粘附，提高粉磨效率。
研究現(xiàn)國外粉碎作業(yè)使用水泥助磨劑已有70多年的歷史，而我國對(duì)助磨劑的研究和應(yīng)用則起步較晚。20世紀(jì)50年代后期，一些水泥廠曾利用煤、紙漿廢液、肥皂廢液等作為水泥助磨劑，效果不甚明顯。到了70年代，不少水泥企業(yè)和研究部門對(duì)助磨劑開展了廣泛的研究和應(yīng)用工作。武漢理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、華南理工大學(xué)等高校研究單位和四川資中、陜西漢中、山東棗莊、廣西玉林等水泥廠，先后對(duì)水泥磨及生料磨使用助磨劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、工業(yè)性試驗(yàn)和生產(chǎn)上的應(yīng)用，所采用的助磨劑一般是化工廠的副產(chǎn)品或下腳料以及廢液、廢渣等，均收到較好的效果，但由于廢料來源不充足或質(zhì)量不穩(wěn)定而無法推廣應(yīng)用。近年來，水泥助磨劑的研究得到有關(guān)高等院校、科研院所和科技開發(fā)公司的高度重視，取得多項(xiàng)成果。
目前，國內(nèi)研究及應(yīng)用的水泥助磨劑，有液體助磨劑和固體助磨劑，其基本成分大都屬于有機(jī)表面活性物質(zhì)。主要為：胺類、醇類、醇胺類、木質(zhì)素磺酸鹽類、脂肪酸及其鹽類、烷基磺酸鹽類等。具體物質(zhì)為：三乙醇胺、二乙醇胺、乙二醇、木質(zhì)素磺酸鹽、甲酸、硬脂酸、油酸、尿素、十二烷基苯磺酸鈉等。實(shí)際在水泥生產(chǎn)中選用的主要有兩類形式：一是純度較高的化工產(chǎn)品；二是化工廠等的廢料。水泥助磨劑產(chǎn)品的種類較多，除純化合物產(chǎn)品外，還研究及開發(fā)了多種復(fù)合助磨劑。
存在的問題①國內(nèi)大多采用工業(yè)純復(fù)合有機(jī)鹽和無機(jī)鹽為助磨劑的主要成分，成本較高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一般。
②采用經(jīng)驗(yàn)方式確定配方，配合的原理研究較少，因此所取得的產(chǎn)品一般適應(yīng)面較窄。特別對(duì)于溫度較高的物料還沒有合適的產(chǎn)品。即使把不同生產(chǎn)廠家的同種產(chǎn)品應(yīng)用于不同廠家，也存在效果差異較大的情況。
③偶極-偶極有機(jī)化合物作為表面助磨劑研究較少，沒能充分發(fā)揮該系列產(chǎn)品改善粉磨物料粘附效果。
④對(duì)工業(yè)廢料開發(fā)高效表面助磨劑研究較少，且未能將多種有效助磨成分配合在一起，從而發(fā)揮最佳粉磨效果。
發(fā)展前景①開發(fā)具有無毒、無害性能的水泥助磨劑?；瘜W(xué)助磨劑對(duì)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，許多能提高磨機(jī)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。因此無毒、無害而價(jià)格低廉的助磨劑是今后發(fā)展的一個(gè)方向。
②延緩水泥助磨劑揮發(fā)消散的速率。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。
③水泥助磨劑的選擇性研究。由于各生產(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(huì)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)粉磨的選擇性。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。
④復(fù)合型水泥助磨劑的研究。助磨劑研究的另一個(gè)方向是多種助磨劑進(jìn)行復(fù)配使用。單一的助磨劑大多存在一些局限性，多種助磨劑進(jìn)行復(fù)配使用則可以克服上述局限性。