生料助磨剂在立磨系统中的应用

节能减排是全球目前面临的最紧迫、最重要的问题之一，水泥行业是能耗大户，其节能减排的工作任重道远。而每生产1t水泥需要粉磨各种物料3t左右，其粉磨过程的电耗约占水泥生产总电耗的60%~70%。目前的新型干法水泥生产线的生料粉磨一般采用立磨或辊压机工艺，与传统的球磨机相比，粉磨效率大幅度提高。辊压机的生料粉磨电耗可达11~14kWh/t，立磨的生料粉磨电耗可达11~19kWh/t。因各企业物料的特性不同，立磨选型及管理水平的差异，立磨磨制生料的电耗差异仍较大。尤其是近年来各企业对水泥窑系统进行技术改造，5 000t/d的熟料生产线的生产能力可提高至6 000~6 500t/d，部分企业的生料生产能力成为制约产能发挥的瓶颈。由于在粉磨过程中，随着粉磨细度的增加，粉体的黏附力随之增大，使粉体已产生的裂缝可能重新愈合；另外，颗粒断裂时所产生的新表面上的游离电价键驱使临近颗粒相互黏附和聚集，使得合格细粉在选粉设备中得不到很好的分散，导致选粉效率不高。这些因素都严重影响了粉磨设备的粉磨效率，极大降低了能量利用率。加入助磨剂能够显著提高粉碎作业效率，降低单位产品能耗。目前的水泥助磨剂以醇和醇胺类的化合物为主，且对其在水泥中的研究和应用已经十分成熟。但是水泥生产工艺中的生料粉磨过程，对其的关注度和研究相对较少。有研究对立窑系统生料粉磨中生料助磨剂的特点和应用进行了研究，发现用木质素磺酸钙作为生料助磨剂可以提高生料粉磨效率，降低电耗，提高磨机产量。由于生料的组成与水泥的区别，所以助磨剂的作用主要是通过提高生料的分散性来提高磨机的产量。由于大型生料磨通风较为充分，生料成品细度大，分散性较高，所以要提高生料产量的难度相对较大；另一方面，由于粉磨后的石灰石颗粒细小，比表面积较大，所以助磨剂掺量过小时，对颗粒的表面吸附包覆不够而导致分散性不够。本文对在惠州塔牌水泥的立磨系统中应用生料助磨剂的试验研究结果进行了介绍。

1、原材料及立磨型号水泥生料助磨剂：来源于多元醇生产副产物，产品有效主成分为有机多元醇，褐色液体。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%，砂岩8.5%，黏土4.5%，铁粉1.7%。生料立磨型号：德国非凡兄弟公司MPS5300B。

2、试验数据2022年7月，广州市华力新建材科技有限公司在惠州塔牌水泥有限公司专业技术人员的支持配合下在2#立磨进行生料助磨剂的开发试验。生料助磨剂掺量为生料磨台时产量的1.0‰和1.5‰。试验过程数据见表1，台时产量、筛余及比表面积汇总见表2。从表2可知，掺1.0‰台时产量比空白阶段一提高了24t/h，提产比例为5.6%，达到预期目标；该阶段数据显示0.08mm及0.2mm筛筛余均有下降趋势。在设备操作上仅调整选粉机的转速（减慢），以期提高细度指标。在未调整立磨操作的基础上，生料助磨剂掺量加到1.5‰后，数据显示对进一步提产无明显效果，但0.2mm筛筛余明显增大，比表面积仍处于高位。初步判断生料助磨剂对增加物料的流动性有明显效果，选粉机用风不调整的话生料易跑粗。表2台时产量、筛余及比表面积平均值汇总同样不加助磨剂的空白阶段（二）和空白阶段（一）相比，通过放粗0.2mm筛的细度0.26%提产量约4t/h；这说明在粉磨过程中物料的易磨性发生了变化，或磨机调整仍不到位。按经验生料0.2mm筛的细度由2.0%提高至2.5%，立磨台时产量可提高4%~5%。生料颗粒分布见表3。从表3数据来看，掺入生料助磨剂1‰和1.5‰后，各分段的累计百分数基本都要小于空白样，同时特征粒径相比空白样也增大了，说明生料颗粒分布趋于集中变窄。

3、经济成本分析（1）2#立磨6月份平均电耗为14.6kWh/t，按台时产量和电耗成反比计算，提产5.6%后，电耗接近下降5.3%，即节约电耗14.6kWh/t×5.3%=0.77kWh/t。按照2022年上半年平均电费为0.66元/kWh计，即节约电费0.77kWh/t×0.66元/kWh=0.51元/t。（2）助磨剂单价约1 200元/t，按1.0‰掺量投入，每吨生料增加费用为1.2元。综合以上两项，使用生料助磨剂后，由此带来的电耗节约成本不能完全覆盖助磨剂自身增加的材料成本。若要进一步发挥生料助磨剂的增效降本的作用，仍需通过较长时间的试验，优化操作，并发挥其满足窑产、增产水泥及节约立磨维修成本等方面的效益。

4、结论本次试验确认了生料助磨剂可以有效提高立磨的台时产量，由于试验的时间有限，只能对比在相同操作压力、风量等条件下的提产效果，如果能够配合助磨剂再进行操