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  我國水泥總產(chǎn)量已經(jīng)突破 13億t， 約占世界水泥總產(chǎn)量的 50%， 我國是一個(gè)潛在的最大的助磨劑應(yīng)用市場。

  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。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。助磨劑產(chǎn)品的種類較多，除純化合物產(chǎn)品外，國內(nèi)還研究及開發(fā)了多種復(fù)合助磨劑。 國外粉碎作業(yè)使用助磨劑已有 70多年的歷史，我國對(duì)助磨劑的研究和應(yīng)用起步較晚，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。近年來，助磨劑的研究取得多項(xiàng)成果并成功地推向了市場，隨著市場對(duì)水泥助磨劑的認(rèn)識(shí)不斷深入，水泥原燃料價(jià)格的不斷攀升，水泥企業(yè)應(yīng)用助磨劑的積極性也越來越高。

  1、原理

  助磨劑通過物理或化學(xué)吸附作用作用于粉磨物料顆粒表面， 減少了顆粒間的摩擦阻力和黏附力，使顆粒的滑動(dòng)變得容易，增加了物料的流動(dòng)性，從而改善磨內(nèi)的粉末環(huán)境，最終改善粉磨效果；同時(shí)，還有效地防止或減少了附聚現(xiàn)象，中和了會(huì)導(dǎo)致微裂紋再愈合和細(xì)顆粒聚集作用的各種作用力，使裂紋趨向擴(kuò)展，防止細(xì)顆粒團(tuán)聚，特別是在細(xì)磨階段，起到了良好的分散解聚作用，從而延長粉磨極限。

  助磨劑助磨效果取決于它本身的化學(xué)性質(zhì)、組成基因類型和分子量。篩余、比表面積值、顆粒級(jí)配、磨內(nèi)物料流動(dòng)狀態(tài)、磨內(nèi)包球情況、節(jié)電率、閉路磨的循環(huán)負(fù)荷是評(píng)價(jià)助磨劑助磨效果的主要依據(jù)。助磨劑的作用主要有：

  （1）塑性變形。被粉碎物料顆粒吸附一層單分子膜的助磨劑后，吸附分子與礦物顆粒表面缺陷組織之間的電子轉(zhuǎn)移，使有些離子晶型的物料的顯微硬度降低，加快塑性變形，促進(jìn)粉碎過程。

  （2）降低物料的強(qiáng)度。當(dāng)?shù)V物顆粒表面吸附了助磨劑分子后，表面能大大下降，相應(yīng)的物料抗張強(qiáng)度也降低。

  （3）防止凝聚和黏壁物料的新生表面。 由于受范德華力和靜電力的作用， 很容易凝聚和包球，但是新生表面一旦吸附助磨劑， 其活性頓時(shí)下降，從而減小凝聚性、黏壁性，提高了流動(dòng)性，有利于粉碎，更有利于分級(jí)，這種有效的分散、解聚作用是助磨劑重要的功能。

  （4）改善產(chǎn)品應(yīng)用性能 ，防止和杜絕堵料 、糊磨、水泥庫內(nèi)結(jié)塊等工藝問題。改善物料流動(dòng)性，使水泥易于輸送，降低輸送設(shè)備電耗、磨損和維修。

  2、研究方向

  首先，水泥助磨劑應(yīng)該有良好的助磨作用，由于主要原材料三乙醇胺的價(jià)格不斷攀升，采用高分子合成路線研究新型的水泥助磨劑來逐步取代或者部分取代三乙醇胺是一個(gè)重要發(fā)展方向。 南京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院在這一領(lǐng)域一直走在全國的前列。 同時(shí)考慮它對(duì)混凝土的施工性能和耐久性能及對(duì)使用環(huán)境的影響，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。

  其次，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)磨礦的選擇性。 因此根據(jù)不同物料的表面性質(zhì)，研究選擇性能好的助磨劑也是其發(fā)展的主要方向。

  再次，助磨劑研究的另一個(gè)方向就是多種助磨組分進(jìn)行復(fù)配。單一組分的助磨劑大多存在一些局限性，多種助磨組分進(jìn)行復(fù)配后使用則可以克服上述局限性。 助磨劑產(chǎn)品在中國水泥行業(yè)的應(yīng)用，

  大多數(shù)人關(guān)注的是水泥助磨劑在保證相同的水泥強(qiáng)度等級(jí)條件下降低多少熟料、增添多少混合材、提高多少經(jīng)濟(jì)效益。

  3、助磨劑發(fā)揮的節(jié)能減排作用

  水泥企業(yè)除了要引進(jìn)新工藝新裝備外，還要努力適當(dāng)降低熟料用量增加混合材用量、提高磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量等，這是節(jié)能減排降耗的重要途徑之一，而這正是助磨劑企業(yè)為水泥生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能減排降耗做出的巨大貢獻(xiàn)。 現(xiàn)以某公司生產(chǎn)的水泥助磨劑為例，介紹其在水泥生產(chǎn)中發(fā)揮的節(jié)能減排作用。

  3.1 提高水泥磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。 華南海螺集團(tuán)某廠在同一臺(tái)磨機(jī)上進(jìn)行了節(jié)電對(duì)比試驗(yàn)。 在生產(chǎn)同一品種水泥的情況下，未使用水泥助磨劑的電耗是37.3 kWh/t，使用水泥助磨劑的電耗是 35.11 kWh/t。每年節(jié)電達(dá) 657萬kWh/t（（37.3-35.1）×300=657萬 kWh/t）。可節(jié)約電耗 657×0.5=328.5 萬元?？晒?jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約 80萬t，使電廠少排放 190.4萬t CO₂，少排放數(shù)量可觀的 SO₂和 NO_x。

  3.2 提高水泥質(zhì)量。 使用水泥助磨劑可不同程度地提高水泥的實(shí)物質(zhì)量， 尤其是增強(qiáng)型水泥助磨劑。 例如：使用 TH-3 型水泥助磨劑，水泥 3 d 抗壓強(qiáng)度可以提高 2~3 MPa，28 d 抗壓強(qiáng)度可以提高4~6 MPa。

  3.3 節(jié)約水泥熟料， 在不影響水泥質(zhì)量的前提下保持強(qiáng)度足夠富余。華東海螺集團(tuán)某廠使用水泥助磨劑，在降低 6%的熟料、增加 6%的爐渣和粉煤灰后，其 3 d 強(qiáng)度增加了 1.6 MPa，28 d 強(qiáng)度增加了1.1 MPa。 該廠生產(chǎn)水泥 300 萬 t/a，由于使用了水泥助磨劑，每年節(jié)約用熟料約 10 萬 t，利用工業(yè)廢渣混合材 10 萬 t。 單此一項(xiàng)每年給該廠帶來的經(jīng)濟(jì)效益達(dá) 1 700 萬元 （（220-50）×10=1700 萬元）。按噸熟料煤耗 130 kg 計(jì)算， 則每年減少用煤約2.34 萬 t，少排粉塵 2 000 t，少排 CO210 萬 t，少排SO224 t，少排 NOx15 t。

  3.4 提高工業(yè)廢渣利用量。

  目前，全國工業(yè)廢渣固體廢物產(chǎn)量約 16 億 t，其利用量不到 60%。 而使用助磨劑后，可使一部分爐渣、石灰石、煤矸石等變廢為寶。

  4、結(jié)語

  隨著水泥企業(yè)對(duì)助磨劑產(chǎn)品認(rèn)識(shí)的不斷加深，水泥企業(yè)使用助磨劑的積極性也越來越高，水泥助磨劑的市場應(yīng)用前景樂觀。 當(dāng)前，水泥助磨劑正向復(fù)合化多功能化方向發(fā)展，高分子直接合成的助磨劑產(chǎn)品研究方興未艾，水泥助磨劑理應(yīng)能為水泥工業(yè)的節(jié)能減排做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 如果有 50%的水泥企業(yè)使用助磨劑，可創(chuàng)造 28 億元的效益，在節(jié)能減排方面， 可以實(shí)現(xiàn)年節(jié)電 28 億度， 年減排 CO₂ 4200 萬 t。