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| 我國工業(yè)礦渣超細粉磨設備應用現狀 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-08-07 09:55:46 瀏覽次數： |
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1 工業(yè)廢渣超細粉的性能
目前國內工業(yè)化生產(chǎn)的超細無(wú)機摻合料( 亦稱(chēng)礦物外加劑) 種類(lèi)有:礦渣微粉、粉煤灰微粉、沸石微粉、硅灰等。硅灰雖然適應于制備高性能混凝土，但由于其價(jià)格昂貴、產(chǎn)量少、不能滿(mǎn)足大量制備高性能混凝土的要求。以資源豐富的礦渣、粉煤灰為主要原料礦渣微粉和粉煤灰微粉的生產(chǎn)應用比較廣泛。
2 粉煤灰和礦渣超細粉生產(chǎn)
2.1 粉煤灰
1991年國家就頒布了《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的標準，今年又對原標準進(jìn)行了修改并于2005年8月1日實(shí)施《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1956- 2005新標準。標準的制定和修改對粉煤灰的應用起到了指導和推動(dòng)作用。根據粉煤灰細度( 45μm篩余) 、需水量比、燒失量等指標分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級灰, 其中細度為重要指標之一。
由于電廠(chǎng)具有先天的資源優(yōu)勢，因此生產(chǎn)商品粉煤灰的企業(yè)主要以電廠(chǎng)為主。早期有部分電廠(chǎng)進(jìn)行了普通開(kāi)路球磨機細磨加工試驗。目前我國有三分之一的燃煤發(fā)電廠(chǎng)均采用分選粉煤灰的方式生產(chǎn)商品粉煤灰， 收到良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。隨著(zhù)黃河小浪底水利工程、長(cháng)江三峽水利工程等水利工程大量使用分選粉煤灰，我國粉煤灰分選技術(shù)也隨著(zhù)從無(wú)到有、從小到大發(fā)展起來(lái)。分選粉煤灰在水利工程、建筑工程等各工程領(lǐng)域將會(huì )得到更廣泛應用。
我國燃煤發(fā)電廠(chǎng)應用的分選工藝主要有：?jiǎn)吸c(diǎn)或多點(diǎn)直抽閉路循環(huán)分選；單點(diǎn)或多點(diǎn)直抽開(kāi)路分選。電力行業(yè)應用的分選粉煤灰的主要設備─分選機典型的有動(dòng)態(tài)的“強制渦流式分選機”、靜態(tài)的“渦殼式分選機”等機型，單臺分選機處理量5t/h～50t/h。強制渦流式分選機吸收了日本小野田公司的O-Sepa技術(shù)，渦殼式分選機則來(lái)自于美國Ge公司的Buell分選技術(shù)。
建材行業(yè)生產(chǎn)商品粉煤灰一般采用球磨機開(kāi)路粉磨或閉路粉磨工藝，采用單一分級工藝的不多。由于粉煤灰原灰已經(jīng)含有一定量的合格細粉，采用開(kāi)路細磨的工藝，過(guò)粉磨現象嚴重，系統效率低，電耗高。隨著(zhù)分選技術(shù)和裝備的發(fā)展，采用閉路粉磨工藝系統效率更高。與水泥的閉路粉磨系統有區別的是，粉煤灰閉路粉磨原灰應先進(jìn)入選粉機進(jìn)行分級，粗灰再入球磨機進(jìn)行粉磨，最大限度地發(fā)揮選粉機的功能，系統粉磨效率最高。
合肥水泥研究設計院在粉煤灰分選技術(shù)方面進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)出了處理能力為25t/h、35t/h、45t/h、60t/h的DS ( F) 高效分級機，選粉效率可達到90%。對于單分級系統采用了有別于電力行業(yè)負壓抽吸的機械提升輸送進(jìn)料工藝，系統裝機功率降低，管道磨損減少。
2.2 礦渣粉
隨著(zhù)國家對超細礦渣標準的制定，加快了礦渣微粉的應用， 同時(shí)也促進(jìn)了超細礦渣生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。2000年國家標準GB/T18046- 2000《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣微粉》頒布；《高強、高性能混凝土用礦物外加劑國家標準》2002年12月1日執行，在該標準中正式將礦渣微粉命名為“礦物外加劑”納入混凝土第六組份。國家標準的制定和實(shí)施標志著(zhù)礦物外加劑技術(shù)進(jìn)入了成熟的應用階段，是國家引導的發(fā)展產(chǎn)業(yè)。
超細礦渣制備技術(shù)目前主要有立磨生產(chǎn)技術(shù)、輥壓機聯(lián)合粉磨或終粉磨生產(chǎn)技術(shù)、球磨機閉路生產(chǎn)技術(shù)、球磨機開(kāi)流生產(chǎn)技術(shù)以及振動(dòng)磨生產(chǎn)技術(shù)。國際上以立磨和輥壓機終粉磨系統為主。從國內實(shí)際應用情況來(lái)看, 以立磨和球磨兩種生產(chǎn)工藝占大多數。由于超細礦渣生產(chǎn)技術(shù)是從水泥生產(chǎn)技術(shù)借鑒來(lái)的，因此工藝流程特點(diǎn)與水泥生產(chǎn)基本相似，有變化或改進(jìn)的是粉磨或分級裝備。采用立磨和閉路磨工藝要特別注意除鐵的問(wèn)題，如果聚集在磨床或磨內的鐵不能及時(shí)除掉，不僅影響產(chǎn)量，對設備的磨損特別大。因此要從工藝和設備兩方面來(lái)解決除鐵的問(wèn)題。
2.3 各種生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)
立磨系統的特點(diǎn)：采用料床粉磨，效率高、電耗低，粉磨、選粉、烘干同時(shí)在磨體內部完成，系統簡(jiǎn)單；物料在磨機內部呈懸浮狀以及粗粉的多次循環(huán)，熱交換充分，因此烘干能力強。料床的穩定防止震動(dòng)，磨盤(pán)及磨輥的磨損是立磨進(jìn)行礦渣粉磨的難點(diǎn)；另外系統投資較大，非一般小企業(yè)所能承受的。
輥壓機粉磨系統的特點(diǎn)是：料層高壓粉碎原理特別適合處理礦渣類(lèi)脆性物料，效率高，特別是終粉磨系統，效率更高，電耗更低。相對于立磨，輥壓機本身不能起烘干作用，需另設烘干系統。輥壓機對礦渣的水分要求比較高，水分過(guò)低， 反而容易產(chǎn)生設備震動(dòng)，水分應控制在比較合適的水平。由于礦渣的磨蝕強，因此對輥面的耐磨性能要求高， 維護費用較高。球磨機閉路系統的特點(diǎn)是：設備和工藝成熟可靠，對物料的適應性較強，成品細度控制范圍較廣， 電耗較開(kāi)路系統低，但系統相對復雜，要求配置高性能的選粉機，系統投資適中。
球磨機開(kāi)路系統的特點(diǎn)是：工藝系統簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、投資低。但系統效率低，電耗高，成品溫度高，成品細度調整不便。
振動(dòng)磨系統可以采用開(kāi)路或閉路工藝，振動(dòng)磨在細磨上具有一定的優(yōu)勢，但由于大型化振動(dòng)磨的開(kāi)發(fā)未能形成突破，因此限制了該項技術(shù)的推廣和應用。各種生產(chǎn)工藝的主要技術(shù)經(jīng)濟指標比較( 見(jiàn)表1) 。
國際上, 采用立磨生產(chǎn)礦渣較廣泛, 在應用球磨機系統粉磨礦渣時(shí), 一般采用烘干兼粉磨工藝, 當礦渣水分在6%~8%時(shí), 可以不設預烘干。當礦渣水分超過(guò)10%時(shí), 需要設預烘干, 以防被磨物料部分預水化, 降低水泥強度。
立磨粉磨礦渣國際上比較著(zhù)名的公司有來(lái)歇的LM磨、伯力鳩斯的RM磨、非凡的MPS磨、神戶(hù)制鋼的OK磨、川崎的CK磨。國內合肥院的HRM磨進(jìn)行過(guò)試驗, 據報道天津院亦進(jìn)行過(guò)立磨粉磨礦渣試驗。各種采用立磨的生產(chǎn)工藝基本相同。
來(lái)歇公司的LM2+2或3+3磨比較有特點(diǎn)。磨輥一小一大配對, 小輥以低壓高速運行, 執行預備粉磨料床的功能; 大輥位于小輥后面, 執行粉磨工作。對產(chǎn)品細度比生料或水泥更細的物料的粉磨通過(guò)對輥可使料床的形成容易控制。磨盤(pán)設計了專(zhuān)門(mén)的除鐵排渣孔, 除鐵更加有效及時(shí)。
另外, 各家公司都推出了效率更高的立磨用選粉機, 以提高粉磨效率。來(lái)歇公司LM磨的LSKS選粉機、非凡公司MPS磨的SLS選粉機、LVT選粉機改造技術(shù)都各具特色。
在國內由于立磨工藝投資比較大, 因此采用立磨工藝生產(chǎn)礦渣粉的公司以大中型鋼廠(chǎng)為主且生產(chǎn)規模較大( 40萬(wàn)t/a以上) , 而水泥企業(yè)或其它企業(yè)新建或改建礦渣粉生產(chǎn)線(xiàn)一般以球磨機閉路或開(kāi)路為主且生產(chǎn)規模相對較小( 30萬(wàn)t/a以下) 。
 采用立磨生產(chǎn)礦渣粉, 系統電耗指標可達到35-40kWh/t。表4為L(cháng)M46.2+2磨在西班牙Carboneras廠(chǎng)、印度Raigangpur廠(chǎng)的運行數據。輥壓機終粉磨及預粉磨制備礦渣粉以伯力鳩斯公司和洪堡公司最為著(zhù)名。
國內目前預粉磨系統已有武漢某公司引進(jìn)洪堡公司生產(chǎn)能力為80t/h系統成套設備; 合肥院在江蘇某公司采用自主開(kāi)發(fā)的輥壓機以聯(lián)合粉磨工藝生產(chǎn), 產(chǎn)量為60t/h; 終粉磨尚無(wú)應用。國際上輥壓機終粉磨及預粉磨皆有成功應用實(shí)例, 生產(chǎn)能力一般為50-70t/h, 輥壓機設備本身與生產(chǎn)水泥時(shí)沒(méi)有區別。輥壓機終粉磨流程伯力鳩斯公司與洪堡公司有區別, 伯力鳩斯公司采用料餅打散機, 而洪堡公司采用了兼有烘干和打散功能的V型選粉機。礦渣終粉磨系統應用實(shí)例(見(jiàn)表5)。
采用球磨機生產(chǎn)礦渣粉, 閉路系統電耗為65～75kWh/t, 開(kāi)路系統電耗為70～90kWh/t。合肥水泥研究設計院發(fā)揮在高效選粉機和開(kāi)流高細磨研究和開(kāi)發(fā)應用方面的經(jīng)驗, 在球磨機粉磨礦渣粉做了大量的工作。對3m×11m磨機進(jìn)行改造, 采用DS(K) 型高效選粉機閉路系統, 生產(chǎn)純礦渣粉, 細度為450m2/kg, 產(chǎn)量18～20t/h, 電耗68～70kWh/t; 2.6m×13m磨機采用高細磨技術(shù)改造后, 生產(chǎn)純礦渣粉比表面積為450m2/kg,產(chǎn)量12～12.5t/h, 電耗70～75kWh/t。
隨著(zhù)國家政策的引導以及研究的深入和技術(shù)的發(fā)展, 工業(yè)廢渣超細粉的應用將會(huì )更加廣泛, 為國民經(jīng)濟建設和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟做出更大的貢獻。因此工業(yè)廢渣超細粉的制備技術(shù)也將會(huì )進(jìn)一步發(fā)展。
作者：鄭青( 合肥水泥研究設計院, 安徽合肥230051)
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