粒化高炉矿渣粉粉磨工艺的研究与应用

戴朝飞

（唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司，河北 唐山 063210）

0 引言

日本的科学研究表明，随着粒化高炉矿渣粉比表面积的提高，其强度明显提高。我国作为一个工业化强国，我国科学家对粒化高炉矿渣粉进行深入的研究，随着粒化高炉矿渣粉的研磨精细度的提升，粒化高炉矿渣粉应用价值越大，即矿渣粉越磨的越细，其价值越大。所以我们应该对升级粒化高炉矿渣粉粉磨的工艺。

1 粒化高炉矿渣粉质量的提升

就目前来看，粒化高炉矿渣粉的生产工艺按照机器的形式不同可分为立式磨、球磨、振动研磨、圈流粉磨、辊压机与球磨机联合粉磨等几种形式。

1.1 立式磨工艺的介绍

立式磨的原理为水淬矿渣被放入磨盘中后，在离心力的作用下，矿渣沿着边缘进入研磨轨道，随着研磨工作的不断进行，研磨后的矿渣随后向边缘移动，受到热风炉的吹动作用，其中比较细的矿渣粉被带至磨内上腔，矿渣粉被挑选出合格的进行储存。在研磨过程中颗粒比较大的矿渣经过另一个通道重新进入研磨机进行研磨。

这是较为简单的一种研磨方式，在实际的生产过程中我们找出其中几个不足进行补充，从而提高生产质量。主要为：1、在加入原料的地方和排渣的地方加入除铁装置。这一装置可以减少原料中的铁残留，一方面可以减少铁等金属物质对于机器的耗损，同时使原料与铁物质分离开，使研磨更加充分，从而提升成品的质量。2、再研磨过程中，如果一旦发现原料中水分过少时，应及时加水从而达到稳定的效果，防止研磨机出现振动。3、干原料与湿原料应分开加入，防止堵塞机器。4、研磨机器的原料仓不易过大，否则原料在里面容易凝结成块，堵塞机器。

1.2 球磨工艺的介绍

球磨是一种相对来说比较传统的研磨工艺，其生产过程相对来说比较复杂，其生产过程分为开流和圈流，开流粉磨工艺理论上讲更适合于刚发展的企业，因为其投资成本低，能耗小，操作过程也相对来说比较简单。但是从提升粒化高炉矿渣粉的质量上来分析，这种方式并不适合，其原因主要有：1、我们都知道工业生产最重要的是效率问题，而此种研磨方式生产效率远低于其他方式，所以从效率上来说就不适合。2、其生产出的粒化高炉矿渣粉质量相对较低，因为其方式比较传统，所以不适用现代新型化企业的生产。

圈流粉磨这种生产方式相对于开流粉磨方式来说粉末效率高、且生产比较简单。用该方式生产出来的粒化高炉矿渣粉可达到400-500m2/kg比表面积。随着技术的不断改进，该技术相对传统技术耗能已经下降50%，而且投资比传统要小。

1.3 振动研磨工艺的介绍

该研磨方式目前并不常用，原来由于其操作简单，生产的粒化高炉矿渣粉可以达到很高质量，而且能耗低等原因广受青睐。但目前不常用的原因为：1、该生产方式规模较小，要实现工业化的大批量生产，就必须要联合多台操作机器，但这样一来也就加大了投资成本。2、当实现大规模生产时，操作难度系数也大幅增加。3、振动研磨机器相对于其他研磨机来说，故障率高，维修成本高。4、因为此研磨方式为开路研磨，所以其生产出的粒化高炉矿渣粉质量及其不稳定。由于这些原因此方法已逐渐被淘汰。

1.4 立磨联合选粉机工艺的介绍

此方法原理为利用立磨和选粉机进行结合，同时具有烘干等功能，所以其最大的优点为多方位一体，减少能源消耗。但此工艺无论从主体设备、辅助设备还是配料方面来说，该方法的投资较大，而且维修管理费，日常机器的维护费极高，难以实现大规模生产。

1.5 辊压机联合球磨机工艺的介绍

该生产方式将辊压机与球磨机进行了良好的结合。其原理主要为将原料放入辊压机后，辊压机对其进去辊压，完成后并不直接进入球磨机，而是进行分选，将从辊压机出来的半成品中比较细的进入到球磨机中继续进行研磨，而相对来说较粗的颗粒被重新送回辊压机重新进行加工。分选标准一般细颗粒为＜2mm,而粗颗粒为＞2mm。其优点主要为：1、能耗小，从而生产成本降低。2、生产效率高，该工艺相对于单个研磨来说，其产率比原来增加60%左右。3、由于该装置减小了辊压机在生产过程中的边缘效应，而且减少了辊压机的喂料量，从而使机器的寿命更为延长。4、此方式由于增加了挑选这一步，更大程度上保证了产品的质量。

以上几种生产方式各有利弊，其中在生产工艺上辊压机联合球磨机相对来说有更大的优势，随着生产技术的提高，生产工艺的升华，现在最新的一种生产方式为卧辊磨，该生产方式是在辊筒磨的基础上进行改良，目前正在生产试验阶段，但对其原理的研究发现其优势有：1、操作简单，投资成本低。2、机器的日常维护费用低，机器故障率低。3、节能效果好，用此方法可节省将近35%左右的能源。4、生产出的粒化高炉矿渣粉质量有保障。卧辊磨的生产工艺相对于其他几种来说优势很大，必将成为未来粒化高炉矿渣粉生产的主流工艺。

1.6 粉磨时间的确定

理论上讲矿渣粉的精度随着研磨时间的延长，其精度也会越来越高。但是我们通过不断的试验和实践，我们发现矿渣粉再研磨一段时间后，其精细度达到一个理论的最高值后，其精细度不再随着研磨的时间的延长而增加。所以了解每一种生产工艺研磨时间的最适值，从而使粒化高炉矿渣粉的质量达到最好，而研磨时间相对较少，从而使得能源消耗低。

1.7 辅料的掺加

我们通过实践发现，在粒化高炉矿渣粉中加入石膏，石膏可以起到助磨剂的效果，从而使得粒化高炉矿渣粉的生产质量得以提高。同样可以加入煤灰粉，加入煤灰粉后，得到相同质量的粒化高炉矿渣粉所用的时间越少，所以可以提高生产效率，降低产能消耗。

2 粒化高炉矿渣粉的应用

粒化高炉矿渣粉是生产铁时的副产品，粒化高炉矿渣粉的主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙等成分。其应用主要有几下几个方面：1、水泥，当粒化高炉矿渣粉加入到水泥当中，粒化高炉矿渣粉中的二氧化硅和氧化铝与水泥中的三碳化硫水化生成的反应产物发生反应进一步生产水化硅酸钙产物，同时可以填充于水泥中的空隙中，大幅度提高了水泥的紧实度和坚硬度，同时将强度较低的氢氧化钙转化成水化硅酸钙，从而提高其强度。2、混凝土，其加入混凝土后可减少混凝土的泌水，欧美众多国家纷纷加大对粒化高炉矿渣粉的研究，甚至采用了粒化高炉矿渣粉占比60%的混凝土复合物，其寿命可达100年。3、用作添加剂，粒化高炉矿渣粉作为添加剂可以用作墙体材料和输水管道等。

总之，粒化高炉矿渣粉的应用非常广泛，具有显著的经济效益和社会效益。

3 总结

粒化高炉矿渣粉在工业上的广泛应用前景受到社会各界广泛关注，在欧美的一些国家都纷纷加大对矿渣粉的研究，其前景是非常可观的。目前我国制定了粒化高炉矿渣粉的生产标准，各个机构和企业也都在努力寻求方法提升粒化高炉矿渣粉的粉磨工艺和粒化高炉矿渣粉的质量，希望本文的相关分析和研究能对工业生产起到实质性的帮助和指导。