生料助磨劑在立磨系統(tǒng)中的應用

節(jié)能減排是全球目前面臨的最緊迫、最重要的問題之一，水泥行業(yè)是能耗大戶，其節(jié)能減排的工作任重道遠。而每生產(chǎn)1t水泥需要粉磨各種物料3t左右，其粉磨過程的電耗約占水泥生產(chǎn)總電耗的60%~70%。目前的新型干法水泥生產(chǎn)線的生料粉磨一般采用立磨或輥壓機工藝，與傳統(tǒng)的球磨機相比，粉磨效率大幅度提高。輥壓機的生料粉磨電耗可達11~14kWh/t，立磨的生料粉磨電耗可達11~19kWh/t。因各企業(yè)物料的特性不同，立磨選型及管理水平的差異，立磨磨制生料的電耗差異仍較大。尤其是近年來各企業(yè)對水泥窯系統(tǒng)進行技術(shù)改造，5?000t/d的熟料生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力可提高至6?000~6?500t/d，部分企業(yè)的生料生產(chǎn)能力成為制約產(chǎn)能發(fā)揮的瓶頸。由于在粉磨過程中，隨著粉磨細度的增加，粉體的黏附力隨之增大，使粉體已產(chǎn)生的裂縫可能重新愈合；另外，顆粒斷裂時所產(chǎn)生的新表面上的游離電價鍵驅(qū)使臨近顆粒相互黏附和聚集，使得合格細粉在選粉設備中得不到很好的分散，導致選粉效率不高。這些因素都嚴重影響了粉磨設備的粉磨效率，極大降低了能量利用率。加入助磨劑能夠顯著提高粉碎作業(yè)效率，降低單位產(chǎn)品能耗。目前的水泥助磨劑以醇和醇胺類的化合物為主，且對其在水泥中的研究和應用已經(jīng)十分成熟。但是水泥生產(chǎn)工藝中的生料粉磨過程，對其的關(guān)注度和研究相對較少。有研究對立窯系統(tǒng)生料粉磨中生料助磨劑的特點和應用進行了研究，發(fā)現(xiàn)用木質(zhì)素磺酸鈣作為生料助磨劑可以提高生料粉磨效率，降低電耗，提高磨機產(chǎn)量。由于生料的組成與水泥的區(qū)別，所以助磨劑的作用主要是通過提高生料的分散性來提高磨機的產(chǎn)量。由于大型生料磨通風較為充分，生料成品細度大，分散性較高，所以要提高生料產(chǎn)量的難度相對較大；另一方面，由于粉磨后的石灰石顆粒細小，比表面積較大，所以助磨劑摻量過小時，對顆粒的表面吸附包覆不夠而導致分散性不夠。本文對在惠州塔牌水泥的立磨系統(tǒng)中應用生料助磨劑的試驗研究結(jié)果進行了介紹。

1、原材料及立磨型號水泥生料助磨劑：來源于多元醇生產(chǎn)副產(chǎn)物，產(chǎn)品有效主成分為有機多元醇，褐色液體。水泥生料原料：惠州塔牌水泥有限公司用生料。生料配比：石灰石85.3%，砂巖8.5%，黏土4.5%，鐵粉1.7%。生料立磨型號：德國非凡兄弟公司MPS5300B。

2、試驗數(shù)據(jù)2022年7月，廣州市華力新建材科技有限公司在惠州塔牌水泥有限公司專業(yè)技術(shù)人員的支持配合下在2#立磨進行生料助磨劑的開發(fā)試驗。生料助磨劑摻量為生料磨臺時產(chǎn)量的1.0‰和1.5‰。試驗過程數(shù)據(jù)見表1，臺時產(chǎn)量、篩余及比表面積匯總見表2。從表2可知，摻1.0‰臺時產(chǎn)量比空白階段一提高了24t/h，提產(chǎn)比例為5.6%，達到預期目標；該階段數(shù)據(jù)顯示0.08mm及0.2mm篩篩余均有下降趨勢。在設備操作上僅調(diào)整選粉機的轉(zhuǎn)速（減慢），以期提高細度指標。在未調(diào)整立磨操作的基礎上，生料助磨劑摻量加到1.5‰后，數(shù)據(jù)顯示對進一步提產(chǎn)無明顯效果，但0.2mm篩篩余明顯增大，比表面積仍處于高位。初步判斷生料助磨劑對增加物料的流動性有明顯效果，選粉機用風不調(diào)整的話生料易跑粗。表2臺時產(chǎn)量、篩余及比表面積平均值匯總同樣不加助磨劑的空白階段（二）和空白階段（一）相比，通過放粗0.2mm篩的細度0.26%提產(chǎn)量約4t/h；這說明在粉磨過程中物料的易磨性發(fā)生了變化，或磨機調(diào)整仍不到位。按經(jīng)驗生料0.2mm篩的細度由2.0%提高至2.5%，立磨臺時產(chǎn)量可提高4%~5%。生料顆粒分布見表3。從表3數(shù)據(jù)來看，摻入生料助磨劑1‰和1.5‰后，各分段的累計百分數(shù)基本都要小于空白樣，同時特征粒徑相比空白樣也增大了，說明生料顆粒分布趨于集中變窄。

3、經(jīng)濟成本分析（1）2#立磨6月份平均電耗為14.6kWh/t，按臺時產(chǎn)量和電耗成反比計算，提產(chǎn)5.6%后，電耗接近下降5.3%，即節(jié)約電耗14.6kWh/t×5.3%=0.77kWh/t。按照2022年上半年平均電費為0.66元/kWh計，即節(jié)約電費0.77kWh/t×0.66元/kWh=0.51元/t。（2）助磨劑單價約1?200元/t，按1.0‰摻量投入，每噸生料增加費用為1.2元。綜合以上兩項，使用生料助磨劑后，由此帶來的電耗節(jié)約成本不能完全覆蓋助磨劑自身增加的材料成本。若要進一步發(fā)揮生料助磨劑的增效降本的作用，仍需通過較長時間的試驗，優(yōu)化操作，并發(fā)揮其滿足窯產(chǎn)、增產(chǎn)水泥及節(jié)約立磨維修成本等方面的效益。

4、結(jié)論本次試驗確認了生料助磨劑可以有效提高立磨的臺時產(chǎn)量，由于試驗的時間有限，只能對比在相同操作壓力、風量等條件下的提產(chǎn)效果，如果能夠配合助磨劑再進行操