优化粉磨工艺过程

1、优化粉磨工艺过程，充分发挥粉煤灰微粉效应Optimizing Grinding Technology , Give Full Play To Superfine Powder Effect Of Fly Ash 合肥水泥研究设计院 杨春保 朱春启摘要：本文综述了粉磨过程中粉煤灰物质结构、形态的变化，探讨了粉磨工艺过程对粉煤灰微粉效应的影响，提出了优化管磨机粉磨工艺过程，充分发挥粉煤灰微粉效应的方法和措施。关键词：粉煤灰 管磨机 粉磨 微粉效应 1 前言 如所周知，粉煤灰是具有一定活性的火山灰质混合材料，同时它还有很高的物理活性，可改善混凝土的一系列性能。因此，粉煤灰微粉是优质的混凝土掺合料。粉

2、煤灰微粉的制造可采用选粉机分选或开流管磨机粉磨两种工艺，目前国内粉煤灰的粉磨正蓬勃发展，如何提高粉磨技术，既节能降耗又能生产优质高效的粉煤灰微粉，是广大粉煤灰微粉生产企业扼待解决的问题。本文结合作者实际工作经验，就这一问题作一些研讨。2 粉磨过程中粉煤灰物质结构、形态的变化在原状粉煤灰中存在大量的粗灰和细灰，粗灰中圆珠状颗粒少，圆滑程度低，颗粒形状不规则，表面粗糙，一些颗粒相互粘联，且部份大颗粒还包裹着一些细小的颗粒。细灰中以规则的球形颗粒为主，形状圆而光滑，颗粒表面结构致密1。粉煤灰进入管磨机后开始进行粉磨，物料从磨头到磨尾的纵长方向，依次形成一个细度梯度，磨头物料最粗，磨尾物料最细。其粉磨

3、过程大致可以分为破碎和研磨二个阶段。破碎阶段，在研磨体的强大冲击下，粗大的粉煤灰多孔玻璃体、多孔碳粒被打碎，组合粒子被打散，大颗粒中包含的许多玻璃微珠被释放出来，小颗粒间的粘连被打断1。在研磨阶段，小颗粒（粒径介于4080m之间）以表面粉碎模型为主2，粉煤灰微粒表面受到研磨体的研磨而被磨削下微粉成份，表观粒度进一步变小，形状变得不规则，颗粒表面被破坏，表面变得较为粗糙， 表面缺陷增多。粉磨对粉煤灰微观结构的影响：到目前为止，还没有人检测到超细粉磨能降低粉煤灰的聚合度。在粉煤灰高聚物中，硅氧四面体通过桥氧键相连，由于SiO键能高(386kj/mol)，在球磨机内研磨体的冲击、挤压和摩削力不足以打

4、断SiO桥键，难以降解粉煤灰高聚体。3 粉磨对粉煤灰微粉效应的影响粉煤灰微粉效应主要包括：微集料效应、颗粒形态效应和火山灰效应。粉磨对其影响过程各有特点。3.1粉煤灰磨得越细，其微集料效应（密实效应和填充效应）越强。微集料效应是指粉煤灰能够有效地改善硬化水泥浆体的结构，大孔减少，微孔增加，从而提高混凝土强度。从微集料效应的过程来看，粉煤灰磨得越细，体系的填充性质就越好。目前国内生产的粉煤灰比表面积一般在500±50/，如果能磨得更细，微集料效应就会更强。 3.2 粉磨对提高形态效应十分有用，但过度粉磨会产生不良影响形态效应（颗粒效应）主要指粉煤灰的形状和粒度产生的玻璃体的滚动、润滑作

5、用。颗粒粗大的粉煤灰其需水量大、和易性差，而粒度细小的粉煤灰，玻璃微珠在粉煤灰中的比例增大，“滚球”作用更为明显，减少阻力，流动性好，混凝土具有良好的和易性和流动性，同时保水性好，大大减少需水量。但过度粉磨会使玻璃微珠球体变形，形状不规则的颗粒增多，不利于“形态效应”的发挥。实验也证明，粉磨时间过长，粉煤灰的需水量会出现反弹现象2。3.3粉磨对提高粗灰火山灰活性必不可少，但幅度有限“火山灰效应”即粉煤灰参与水化反应形成水化产物的过程。由于粉煤灰球形玻璃相结构致密，可溶性SiO2，Al2O3少，在通常条件下，其化学活性较难释放，低等级粉煤灰尤甚。 粗灰经粉磨后，火山灰活性大大提高。这是因为，颗粒

6、粒度被细化，玻璃微珠数量增多，比表面积增大。同时薄壁空心颗粒被挤破，其内部的微珠外露分散，形成大量的新生表面。在SEM下可以看到，细小的玻璃微珠虽未被破碎，但其表面惰性层被磨去，也增加了表面活性点，增加和加快了活性SiO2和Al2O3的溶出和水化速度3。其次，通过机械力化学活化，使粉体结构趋于无定形化，自由焓提高，降低了反应活化能，提高其化学反应能力。实践证明，机械粉磨特别适用于粗灰，对细灰的作用不甚明显。即使进行长时间的超细粉磨，其火山灰活性仍低。这是因为粉煤灰火山灰活性低的根本原因在于：低的CaO含量，高聚合度（CaO/SiO2约0.81.2，低聚物不到10%）4、可溶性SiO2及Al2O

7、3含量低、粉体颗粒表面断键少，O2-、Ca2+、Mg2+等活性点更少。虽然超细粉磨可促进可溶性SiO2及Al2O3的溶出反应，但对其它几个重要因素的改善微乎其微，对火山灰活性的提高也有限。4 优化粉磨过程，充分发挥粉煤灰微粉效应粉煤灰入磨物料粒度较小（5mm以下），其组成、结构与一般的物质也不一样，其破碎过程也自有特色，主要是打碎粗大玻璃体与多孔碳体，让包裹在其中的玻璃微珠释放出来。在这一阶段，要加大研磨体对粉煤灰的冲击力，提高对粗大物料的破碎效率，使玻璃微珠尽快释放出来。由于粗大玻璃体多孔易碎，破碎效率高，破碎仓应尽量短一些，同时，研磨体尺寸也不要太大，一般使用小球或大段即可。如果使用大球，

8、不但导致磨内物料流速过快，料球比偏低，增加研磨体和衬板的消耗，浪费能量，而且使部分玻璃微珠球体变形，“形态效应”减弱。在研磨阶段，粉煤灰的颗粒被细分，平均粒径进一步降低，同时表面变得粗糙，部分玻璃微珠的形状被破坏，球形变得不规则，这一阶段的粉磨对粉煤灰微粉的影响是多方位、深层次的，是发挥机械力活化功能，提高微粉效应的关键。为了既节能降耗，又能充分发挥粉煤灰微粉效应，在粉磨技术上要注意以下几个问题：4.1避免过长时间粉磨在细磨阶段，控制粉磨时间、避免物料过度粉磨，是提高产品质量和粉磨效率的关键。研究表明，10m以下的粉煤灰颗粒较少受到粉磨作用，细小的玻璃珠很难被破碎。 机械粉磨的激发效果随粉煤灰

9、粒径的减小而呈指数下降，而且细磨粉煤灰对体系的强度贡献主要来自颗粒优化产生的形态效应，而对玻璃体表面破坏带来的活性效应还在其次3。实验也证明，过长时间的粉磨会导致需水量反弹2。物料在磨内停留时间过长，还会降低磨机生产能力，台时产量下降，消耗提升，生产成本大幅提高，实在应该大力避免。4.2采用小型钢段在细磨阶段，粉煤灰的粉磨是表面粉碎模型，粉煤灰在研磨体的摩擦、挤压作用之下，从表面磨削下细小的微粉。使用小型钢段，可增大接触面积，增加粉磨频率，还可避免在高强度的冲击下的颗粒变形。生产实践表明，段仓使用816mm的钢段效率高，粉煤灰活性好。4.3适当高的磨内填充率实践证明，在磨机负荷允许的前提之下，

10、适当提高钢段填充率，并控制好磨内料段比，可以明显提高粉磨能力，对粉煤灰活性也有较好影响。4.4合适的磨内通风管磨机内物料排出磨外有两种方式：自然流出和风力排出。控制好磨内通风是十分必要的。因为一方面，粉煤灰比重小，容易扬尘起灰，风量过大，粗灰（45m以上）容易被抽出磨外，导致细度跑粗，另一方面，335m的微粉颗粒，长时间粉磨也难以大幅提高化学活性，而其“形态效应”还会有一定程度的降低，特别是它们对粗物料的进一步粉磨起缓冲和阻碍作用，严重降低管磨机粉磨生产力，故应设法及时将其排出磨外。这一目的可以通过生产调试，寻找合适的风量而达到。5 结论粉磨可以细化粉煤灰颗粒，可以改变粉煤灰结构、形态，可极大

11、地影响粉煤灰微粉各种效应。由于存在多种效应，而粉磨对这些效应的影响是深层次的，具有多样性。必须优化粉磨工艺过程，最大限度地提高粉煤灰微粉的总体效应。同时，要避免粉磨对粉煤灰效应作无用功或负功，提高生产率，节能降耗，降低生产成本，实现优质高产的完美统一。参考文献1孙涛，苏达根，初昆明，程伟，唐婵娟 磨细粉煤灰与分选细粉煤灰的性能对比. 粉煤灰3/2006 P28302沈莽庭，翟建平，吕鹏，付晓茹 华能南京电厂粗灰粉磨制取等级灰的研究. 粉磨灰综合利用 2003 NO.6 P693方军良，陆文雄，徐彩宣 粉煤灰的活性激发技术及机理研究进展. 上海大学学报（自然科学版 2002年6月）P2552594杨南如 碱胶凝材