浅谈水泥粉磨工艺

浅谈水泥粉磨工艺

李纯茂刘骁（云南创兴建材新技术有限公司昆明650000）

摘要：介绍了现行的几种水泥粉磨工艺，并对其优劣作了分析，同时指出分别粉磨将成为水泥粉磨工艺发展的方向。

关键词：水泥；粉磨；工艺

水泥作为大宗建筑材料，在推动国家建设和国民经济发展中起着不可替代的作用，我国仅2009年就消耗了近16.3亿t水泥。而水泥的生产伴随着大量的能源消耗，同时排放大量的CO2影响环境。如何节能减排，在生产成本和社会责任之间如何权衡，成为水泥生产厂家必须面对的问题。

在水泥生产过程中，粉磨系统电耗占整个水泥生产系统电耗的2%~65%（生料粉磨系统电耗约占水泥综合电耗的24%，水泥粉磨系统电耗约占水泥综合电耗的24%），成本占35%左右，因此水泥粉磨工艺对水泥生产效益影响极大。

1现行水泥粉磨工艺简介

目前国内水泥生产的工艺方法较多，根据粉磨设备的选配不同可分为开流粉磨、圈流粉磨和预粉磨，根据原料入磨的工艺选择可分为混合粉磨和分别粉磨。

1.1开流粉磨工艺

开流粉磨工艺是利用管式磨机，将不同硬度、不同大小的混合物料同时送入磨内粉磨。开流粉磨对比圈流粉磨颗粒级配较好一些，强度也较高。但粉磨后的成品水泥中30~80μm的颗粒中混合材的含量约有30%以下，5~30μm的颗粒中混合材的含量约有60%以下，0~5μm的颗粒中混合材的含量约有80%左右。这种粉磨工艺比表面积虽然高但都是由混合材的过粉磨产生的，因此称为假性比表面积。混合材在水泥中主要起物理性能的载体作用，活性度较低，水泥的颗粒形状过细会导致产生静电、包球、吸水性大、石膏脱水等现象。在粉磨过程中过粉磨会耗费大量的电耗和时间，增加无用功。

1.2圈流粉磨工艺

圈流粉磨工艺是把经磨机粉磨之后的粉料输送至选粉设备中分选，细度达到要求的细粉成为水泥成品，粗粉回到磨头二次粉磨。圈流粉磨有利于产品细度和温度的调节和控制，粉磨效率比开流粉磨要高10%～20%左右，成品细度越细优势越明显。但圈流粉磨得到的水泥产品中20~40μm 的平均粒径明显增多，5~20μm以下的平均粒径含量减少，这种方法导致水泥的颗粒级配不合理，熟料强度没有最大限度地发挥出来。

1.3预粉磨工艺

目前我国在2000t/d以上的新型干法水泥生产线中已经普遍采用辊压机与球磨机组成的预粉磨系统（包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等），这是因为辊压机在粉磨效率上几乎是球磨机的2倍左右，有很大幅度的节电效果。辊压机与球磨机组成的预粉磨系统的节电水平因其消耗功率的大小而变化，辊压机每消耗1（kW·h）/t，可使球磨机电耗下降1.8～2（kW·h）/t左右，从而使辊压机和球磨机组成的预粉磨系统的总电耗降低0.8～1（k W·h）/t，节电效果显著。节电效果显著。遗憾的是由于我国工业水平相对滞后，材料工业及制造工艺等问题导致辊压机的辊压只能保持在8MPa左右。料饼打散后比表面积在90~120m2/kg之间，而且粒内没有发生晶格裂变，使整个粉磨系统的电耗与国外相比，仍有一定差距。如果将水泥折合成52.5的纯水泥比较，日本比我国低10（kW·h）/t，印度比我国低7~8（kW·h）/t，因此，我国粉磨工艺节能减排的空间还很大。

2混合粉磨和分别粉磨

2.1混合粉磨工艺

应用技术

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2010年第3期

2010年第3期

混合粉磨工艺是将混合材（粉煤灰、矿渣、石膏、石灰石等）与熟料混合后入磨粉磨，由于矿渣的易磨性比水泥熟料差约30%，必然产生选择性粉磨，导致成品中2种物料的粒径分布不同。水泥的水化反应时间比矿渣、粉煤灰要提前一些，要想使水泥和矿渣的水化反应时间同步，就必须控制他们各自不同的最佳细度以充分发挥他们的活性，据相关资料显示：矿渣水泥中熟料比表面积≤350~400m 2/kg 即可，矿渣比表面积需达到

500m 2/kg 左右。且矿渣、粉煤灰的硬度及易磨性

和水泥熟料相比都有较大的差别，如果矿渣达不到理想细度，就会造成矿渣过粗而不能充分发挥其潜在的水硬性，导致水泥制品的早期强度低，发展潜力小，矿渣不能充分发挥活性，浪费资源。由于矿渣的易磨性比水泥熟料差约30%，如要达到矿渣的理想细度，务必造成水泥熟料的过粉磨，使水泥制品的早期强度大，但发展潜力小，28d 强度低。反之粉煤灰硬度较小易粉磨，如要达到粉煤灰的理想细度，就会造成水泥熟料细度不够，不能充分发挥水泥的活性，早期强度也低。

2.2分别粉磨工艺

分别粉磨是将不同硬度、不同大小的各种物料根据他们不同的性状要求分别送入不同的粉磨系统内粉磨。目前国内采用的分别粉磨工艺主要是把矿渣、粉煤灰、石膏等混合材和熟料进行分别粉磨，粉磨过程中根据各种物料的不同特性采用不同的粉磨设备及工艺。矿渣因其硬度大，比表面积要求高（矿渣比表面积达到500m 2/kg 左右时，掺入水泥可发挥其最佳性能）等特点，目前大部分厂家主要采用圈流粉磨工艺；同时，有部分厂家已经采用烘干立磨的工艺；粉煤灰与石膏等其他混合材因其易磨性与熟料差距不大，且混磨有一定的助磨作用等特点，主要采用混磨+圈流或混磨+预粉磨与圈流相结合的联合粉磨工艺。分别粉磨工艺根据物料和设备的特点选择最佳的工艺路线，可使水泥粉磨的综合能耗降到最低，使各种物料的潜力最大限度地发挥出来，混合材掺量大幅增加，更大程度地替代水泥熟料，资源得到充分利用，降低了水泥产品成本，提高企业竞争力。

以1条2000t/d 水泥生产线为例：熟料与混

合材百分配比按75∶25，在标号不变的情况下，每吨水泥多用5%的混合材替代熟料，即熟料与混合材百分配比变成70∶30，每天可替代133t 熟料，1t 熟料与混合材的成本差价按120元计，则每天可节约成本15000余元。

3结语

混合材的掺入能降低生产成本，改善水泥性

能，对熟料的粉磨有助磨作用，减少能耗；降低熟料的用量，从而减少生料中石灰石煅烧所带来的CO 2，既净化环境，又可减少开采，节约资源。然而粉磨工艺的选择及预粉磨设备的选配直接影响到粉磨能耗和混合材的掺入量，分别粉磨充分考虑物料的特性从而选择最佳的粉磨工艺和设备，可以使熟料和混合材达到最佳的粒度分布，以便于对混合材填充效应、潜在活性的充分利用，对于提高水泥厂的综合效益有着重要意义。因此，分别粉磨以其节能减排和资源综合利用优势必将成为水泥粉磨工艺发展的方向。

参考文献：

[1]陈新中.分别粉磨与水泥在混凝土中的适应性.2009年国内外

水泥粉磨新技术交流大会论文集.

[2]万新发，崔永飞.水泥粉磨工艺的几个问题及其发展趋势[J].新

世纪水泥导报，2008（6）.

[3]张大康.分别粉磨工艺的水泥性能.2009年国内外水泥粉磨新

技术交流大会论文集.[4]邹伟斌.水泥粉磨工艺发展趋势及改造要点[J].四川水泥，2008(2).

（责任编辑：何彬）

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术

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