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水泥助磨剂的技术研发工作

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水泥助磨剂的技术研发工作

发布日期:2017-11-25 作者: 点击:

水泥外加剂最近我一直在寻求一种有效的试验方法,用于水泥助磨剂的技术研发工作,由于试验条件有限,我们在做试验研究工作的时候不可能面面俱到,每一个方案都能照顾到,这样的话试验数量巨大,根本不允许我们这么去做,也没有时间去做这么多的试验,那么,用什么方法研究助磨剂配方会更好一些呢,李阿未通过精心研读,总结出来一套水泥助磨剂技术研发方法,提供给大家学习参考。

一、 单因素试验设计方法,主要有黄金分割法、分数法、来回调试法、对分法、抛物线法、分批试验法、逐步提高法(爬山法),其中分批试验法又分为均分分批试验法和比例分割分批试验法,下面主要介绍黄金分割法:

黄金分割法亦称0。618法,已知某物质的掺量范围在a-b之间,则:

第一个试验点x1为:x1=a+(b-a)×0。618

第二个试验点x2为:x2=a+(b-a)×0.382

当f(x1)>f(x2)时,a=x2

第三个试验点x3为:x3=a+(b-a)×0.618

三分pk拾计划第四个试验点x4为:x4=a+(b-a)×0.382

当f(x2)>f(x1)时,b=x1

第五个试验点x5为:x5=a+(b-a)×0.618

第六个试验点x6为:x6=a+(b-a)×0。382

例如,已知三乙醇胺最佳掺量为0.01%-0.05%,取a=0.0001,b=0.0005,则:

第一个试验点x1为:x1=a+(b-a)×0.618=0.0003472≈0.00035

第二个试验点x2为:x2=a+(b-a)×0.382=0.0002528≈0.00025

三分pk拾计划当f(x1)>f(x2)时,a=x2=0。00025

第三个试验点x3为:x3=a+(b-a)×0.618≈0.00040

第四个试验点x4为:x4=a+(b-a)×0.382≈0.00035

当f(x2)>f(x1)时,b=x1=0.00035

第五个试验点x5为:x5=a+(b-a)×0.618≈0.00025

第六个试验点x6为:x6=a+(b-a)×0.382≈0.00020

其中极限试验为xa=0。0001,xb=0。0005

所以全部试验组数为:0。0001,0。0002,0。00025,0。00035,0。0004,0。0005

单因素试验设计通常是在一条直线上进行分析。

水泥外加剂

二、 双因素试验设计优选法

水泥外加剂双因素试验设计需要其中一个因素固定在某一个水平上,通常在0.618或者0.382或者中点处,然后考虑另一个因素的不同水平对试验结果的影响,按照单因素法寻找最佳点,然后比较试验结果以确定最佳点所属区域。主要有对开法、旋升法、平行线法、按格上升法、翻筋斗法等,下面主要介绍对开法和旋升法。

1、对开法

固定其中一个因素在中点处,优选另外一个因素,按照单因素法分别进行试验,得到两个最佳值,比较两个最佳值,确定象限。然后再对留下的象限进行对开优选,即能得到最佳值。

2、旋升法(从好点出发法)

在这个方法中,每一次单因素优选试验都是将另一因素固定在上一次优选所得最佳点的水平上,故称作从好点出发法。

一、前言

水泥的生产从原燃料到产品出厂是一个相当复杂的过程,要想达到优质、高产、低能耗,需要各方的技术支撑。然而水泥生产过程的核心是粉磨和烧成,俗称“两磨一烧”,即生料粉磨、水泥粉磨和熟料料烧成。

三分pk拾计划新型干法窑的诞生和发展,已使能耗有了成倍的降低,正向理论热耗迈进。

生料磨和水泥磨,长期以来主要采用球磨机进行粉磨。球磨机是依靠冲击和研磨作用对物料实现粉碎的,这种作用通过研磨体表面传递给物料颗粒使其粉碎,单一物料颗粒的受力是偶然性的,而大量能量消耗在研磨体之间以及研磨体与衬板之间的碰撞和磨损,粉磨效率是很低的。据Ansel的测定,球磨机粉碎物料的能耗利用率不足3%,因而粉磨节能是国内外长期以来亟待解决的问题。目前已有能耗利用率较高的立磨、辊压机、细碎机等新型粉磨设备,但对于水泥粉磨而言,球磨机还是不能不用的。

三分pk拾计划助磨剂是提高水泥粉磨效率的一项重要途径,粉磨节能可达10~30%,因而早已引起国外高度重视,现在发达国家的水泥粉磨大多都使用助磨剂。我国助磨剂的批量使用源于上世纪90年代末,主要为粉体助磨剂。由于粉体助磨剂带入了较多Cl-,损坏了助磨剂声誉,国家及时修订了水泥国家标准,规定水泥中Cl-含量不得超过0.06%,引导助磨剂制造企业步上正轨,以液体助磨剂为主导产品,掺量一般在0.02~0.05%,也有0.10%的。

在水泥中只掺加万分几的液体助磨剂,能否对水泥粉磨产生效果是不少水泥企业的疑问,为此作者结合多年助磨剂的试验研究和实践,撰写了此文,供大家参考。

二、助磨剂机理的探讨

助磨剂能提高粉磨效率是众所周知,对提高粉磨效率的机理认识是不一致的,其中主要有两种观点,即强度学说和分散学说,现结合作者的看法简述如下。

1、强度学说 

三分pk拾计划这是1931年列宾捷尔首先提出来的。基本观点是,固体表面上的力是不饱和的,存在着游离的表面力即表面张力。固体表面通过吸附液体、蒸气或气体分子使这种游离的表面张力被饱和,降低了表面能,其结果在断裂过程中起决定作用的分子断裂张力也就降低了,提高了粉磨效率。

2、分散学说 

随着生产实践和研究的深入,不少学者对列宾捷尔效应提出了疑义,认为他只着眼于表面裂缝上的吸附作用,而没考虑到活性剂分子对固体结构不同的颗粒性质的影响和外力负荷条件(外力作用速度),于是在上世纪60年代形成了分散学说。分散学说的基本观点是:物料的粉碎在于表面吸附活性剂之后改变了分散颗粒之间和研磨介质之间的相互作用。表现为粘附性的减力,降低了颗粒的聚集和研磨介质之间的粘附现象,使物料流动性好。粘附性减少的原因是活性剂降低了介电常数。

三分pk拾计划3、表面吸附现象 

强度学说和分散学说是助磨剂能够强化粉磨的两大学派,这两大学派尽管对助磨剂的作用机理有不同见解,但通过表面活性剂在固体表面上吸附而提高粉磨效率的看法是一致,因此可以用吸附现象将这两者统一起来。

吸附现象是一种物质自动附着在另一种物质表面上的现象叫吸附,吸附与吸附质和吸附剂的性质有关,吸附的本质来源表面张力。固体表面层分子与液体表面分子一样,存在剩余力,由于固体不具流动性,所以不能像液体尽量减少表面积方式降低表面能,它可以利用表面上不平衡力场从周围的介质中捕获气相(或液体)中的分子,来降低表面能,使系统达到稳定。这种吸附是自动进行的,不同的固体物料,不同的吸附剂,吸附的状况也不同。

固体物料在粉碎过程中,如果不加助磨剂,磨细到几十微米以下时,粒子很小,比面积很大,系统有很大的表面能处于热力学不稳定状态,这时只能靠表面自动地变小,即颗粒团聚变大来降低表面能。当在粉碎过程中有颗粒离子键断裂,如CaO断裂会产生Ca++和O-2的活性点,带正负电荷的粒子也会产生团聚,使小颗粒变成大颗粒。如果在粉碎过程中掺加了助磨剂,助磨剂分子会自动吸附到颗粒表面,降低表面能,屏蔽颗粒上的电荷,阻止小粒子的团聚,增加物料的流动性,强化了粉磨效率。

4、固体表面吸附量 

水泥外加剂不论哪种学说,吸附现象是强化粉磨的前提。固体表面必须吸附助磨剂分子才能产生助磨效率。吸附多少助磨剂分子才能产生最佳粉磨效果呢?试验和实践表明,粉碎到一定细度的颗粒表面吸附一层单分子助磨剂就可以,不足时粉磨效果欠佳,超过这个数量,形成多层分子吸附,粉磨效果也不会增加。日本学者按单分子层吸附提出了一个计算公式,并按该公式可以计算助磨剂的掺加数量,如当产品比面积350m2/kg时,三乙醇胺的掺加量为0。024%,乙二醇的掺加量为0。018%等。

三、粉磨效果试验

助磨剂对固体物料的粉磨效果是由助磨剂和固体物料两个方决定的,同一种固体物料采用不同的助磨剂粉磨效果不同,同一助磨剂对不同的固体物料粉磨效果也是不同的。

水泥物料是由熟料、石膏和混合材料(如矿渣、粉煤灰、炉渣、石灰石等)组成的,我们采用同一种助磨剂(三乙醇胺)对不同物料进行了小磨试验,不同粉磨时间下的粉磨效果列于

水泥是建筑工程中重要的材料,具有很好的硬化凝固效果。由于水泥是以石灰石和粘土为主要原料,经破碎、配料、磨细制成生料,然后喂入水泥窑中煅烧成熟料,再将熟料加适量石膏磨细而成,不可避免地对生态环境造成影响。其中对环境负荷较为严重的环节是熟料煅烧和水泥粉磨这两个工艺环节。而使用水泥助磨剂能减少用水泥熟料和节省电耗,对保护环境有一定的积极作用。

水泥助磨剂有效地控制了CO2、SO2、NOx等有害气体的排放量,使因CO2排放引起的温室效应对环境的负荷降低;使因SO2、NOx 排放而引起的环境污染程度和对人体健康的损害降低;使因NOx排放而引起的光化学烟雾的环境负荷大幅度降低;为水泥工业的低环境负荷生产,发明了条件。

水泥助磨剂改善了水泥粉磨效果和性能,可以显著提高水泥台时产量、各龄期水泥强度,改善其流动性;提高磨机的研磨效果和选粉机的选粉效率,从而降低粉磨能耗;可减少水泥库的挂壁现象,减少浪费。

因此,水泥助磨剂已成为水泥生产行业中必不可少的添加剂。


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