□ 張鳳娟
    目前，我國水泥總產(chǎn)量已經(jīng)突破13億噸，約占世界水泥總產(chǎn)量的50%。水泥這種產(chǎn)品，使用助磨劑后噸水泥生產(chǎn)成本只要降幾元錢，年經(jīng)濟效益就是數(shù)十萬元甚至數(shù)千萬元。在西方國家的水泥生產(chǎn)中，有超過90％的水泥生產(chǎn)線在使用助磨劑。但在我國，助磨劑還遠遠沒有得到廣泛應(yīng)用。其原因是多方面的：有對助磨劑的認識問題，有工藝和設(shè)備的適應(yīng)性問題，有水泥混合材的多樣性問題，當然也有助磨劑本身的質(zhì)量問題。
    一、助磨劑的作用原理
    在磨礦時，磨礦區(qū)內(nèi)的礦粒通常受到不同種類應(yīng)力的作用，導(dǎo)致形成裂紋并擴展，然后被粉碎。因此，物料的力學(xué)性質(zhì)，如在拉應(yīng)力、壓應(yīng)力或剪切應(yīng)力作用下的強度性質(zhì)將決定對物料施加的力的效果。顯然，物料的強度越低、硬度越小，粉碎所需的能量也就越少。通過助磨劑的使用，助磨劑分子在物料新生表面的吸附可以減小裂紋擴展所需的外應(yīng)力，防止新生裂紋的重新閉合，促進裂紋的擴展。另外，助磨劑可以改善干粉或礦漿的可流動性，明顯提高了物料連續(xù)通過磨機的速度；物料流動性的提高改善了研磨介質(zhì)的磨礦作用；助磨劑通過保持顆粒的分散，阻止顆粒之間的聚結(jié)或團聚。因此，從這個意義上說，助磨劑是能夠降低礦漿黏度并提高礦漿流動性的物質(zhì)，從而提高磨機臺時產(chǎn)量。
    二、助磨劑在不同混合材水泥中的應(yīng)用
    水泥混合材及其分類在磨制水泥時，為改善水泥性能、調(diào)節(jié)水泥強度等級、增加水泥產(chǎn)量等而摻入的人工或天然的礦物材料，稱為水泥混合材。目前，水泥企業(yè)所用的混合材中，大部分是工業(yè)廢渣。混合材按其性能不同，通常分為活性混合材和非活性混合材兩大類，其中活性混合材用量最大。由于混合材的摻入，混合材易磨性的不同，這就導(dǎo)致了在水泥粉磨過程中水泥粒徑的匹配不一致，進而影響水泥細度，而水泥細度直接影響著水泥的凝結(jié)、水化、硬化和強度等一系列物理性能。而通過助磨劑的使用，可以解決不同材質(zhì)的易磨性問題，優(yōu)化水泥顆粒級的匹配。
    復(fù)合型助磨劑是一種既可以起助磨作用又能夠提高水泥強度的雙重功效型助磨劑。從水泥制造的工藝角度考慮，由于復(fù)合型助磨劑在水泥中的摻量很小，它在水泥制品中的分散均勻度就會受到影響。為減小這種影響，只有從水泥粉磨系統(tǒng)中加入是最佳選擇。這是因為：一方面，水泥顆粒在比表面積增大過程中也發(fā)生了一定的物理化學(xué)變化，這些變化有利于化學(xué)激發(fā)物質(zhì)與其表面發(fā)生活化反應(yīng)，激發(fā)出水泥顆粒潛在的水化活性。在粉磨過程中，磨內(nèi)溫度高達上百攝氏度，因此，在相同的熱力活化機制、相同的粉磨時間條件下，采用“先混后磨”的粉磨方式優(yōu)于“先磨后混”。另一方面，助磨劑在水泥粉磨過程中有利于均勻分散在水泥成品中，這些都比在混凝土攪拌中加入激發(fā)物質(zhì)要好。
    復(fù)合型助磨劑能有效提高選粉機產(chǎn)量，而成品水泥細度是其直接的質(zhì)量指標之一。對閉路系統(tǒng)，如果出磨水泥細度太粗，勢必會導(dǎo)致循環(huán)負荷率過大，增大選粉機的壓力。此外，選粉機的臨界分離粒徑是以80μm界定的，它不可能改變小于此粒徑的各粒度級別的含量。如果入磨物料的含水率與溫度過高，極易使水泥粉磨出現(xiàn)包球、糊磨現(xiàn)象，磨細的物料黏附在大顆粒料上，選粉機無法充分分離細物料，造成過粉磨。這種情況在高細粉磨和超細粉磨中經(jīng)常出現(xiàn)，而采用復(fù)合型助磨劑是解決以上問題的最佳辦法。
    熟料與易磨性好的混合材共同粉磨，易造成過粉磨。相關(guān)研究提示：在42.5等級水泥中每摻1％石灰石，比表面積應(yīng)增加50m2/kg，當摻量達5％時，會虛增250m2/kg；實際上，要達到P·Ⅱ42.5標準，水泥的比表面積應(yīng)達415m2/kg。共同粉磨，因石灰石易磨性好，先于熟料磨細，其細粒包糊在熟料細粒表面，阻礙熟料粉磨。為了補償摻加混合材造成的水泥強度損失，傳統(tǒng)工藝只得采用過粉磨的辦法，而采用復(fù)合型助磨劑則是解決該問題的最經(jīng)濟實惠的辦法。
    當前，很多水泥企業(yè)所用的助磨劑主要起增產(chǎn)作用，但隨著水泥行業(yè)混合材使用量的增大及現(xiàn)已執(zhí)行的國家通用水泥新標準中取消普通硅酸鹽32.5等級水泥之后，水泥廠的生產(chǎn)成本上升。因此，在不改變現(xiàn)有工藝條件的情況下，一種既能提高磨機產(chǎn)量又能提高混合材摻量或水泥強度的助磨劑，對水泥制造企業(yè)來說非常急需。而復(fù)合型助磨劑在提高臺時產(chǎn)量、改善水泥顆粒級配、激發(fā)混合材活性、提高水泥強度等方面，都具有獨到功效，正是水泥制造企業(yè)所急需的高科技產(chǎn)品。特別要說明的是，只有根據(jù)不同的熟料及不同的混合材成分、配比，及時調(diào)整助磨劑的配方，才能發(fā)揮助磨劑的最佳效果，使水泥生產(chǎn)企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟效益。