三、粉煤灰在水泥中的利用

    我國是利用工業(yè)廢渣和天然火山灰資源做水泥混合材最早、使用量最多的國家，解放前就有一些水泥廠利用礦渣做混合材生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥。解放后經(jīng)濟建設(shè)急需大量水泥，使我國在利用礦渣作為水泥混合材方面發(fā)展迅速，特別是立窯工業(yè)的發(fā)展，利用礦渣等活性混合材改善水泥安定性已成為立窯生產(chǎn)水泥的重要途徑。水泥廠利用礦渣和活性混合材生產(chǎn)不同品種和標(biāo)號的水泥，節(jié)能利廢取得顯著成績。

    2001年，國家技術(shù)監(jiān)督局頒布了我國水泥新標(biāo)準(zhǔn)，使水泥工業(yè)與國際接軌，同時也是對占我國水泥產(chǎn)量80%的立窯工業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何使水泥工業(yè)的發(fā)展更好地適應(yīng)全球經(jīng)濟貿(mào)易一體化進程，是我國水泥企業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。企業(yè)走集約型道路，提高粉磨效率，目前普遍采取的做法是通過水泥粉磨工藝環(huán)節(jié)，降低水泥細度，改善水泥顆粒級配和顆粒形狀，采用水泥助磨劑改善水泥性能，提高水泥早期強度，降低水泥電耗達到節(jié)約能耗降低水泥成本的效果。目前我國助磨劑市場上產(chǎn)品的產(chǎn)品大多采用乙醇胺和多元醇等有機物質(zhì)組成，由于原料的稀缺性，不僅供應(yīng)不足，而且價格昂貴，使水泥企業(yè)難以承受，再加上水泥淡旺季的周期性，水泥供應(yīng)緊張時往往入磨物料溫度較高，使助磨劑在生產(chǎn)中有機物在高溫時蒸發(fā)成氣體隨磨機廢氣排入大氣，這樣不僅使成本增加、效率降低，還對環(huán)境造成污染，不符合清潔生產(chǎn)的要求。這樣研究開發(fā)高效復(fù)合型助磨劑是助磨劑發(fā)展的需要。

四、改性粉煤灰復(fù)合高效助磨劑的開發(fā)

    該產(chǎn)品主要是以粉煤灰為主要生產(chǎn)原料，由幾種物質(zhì)經(jīng)磁化活化和復(fù)合中和等特殊工藝加工而成的粉磨狀“綠色”高效助磨劑。該產(chǎn)品價格相對于國內(nèi)其它類型助磨劑成本低廉，效果顯著。是解決水泥企業(yè)目前存在的產(chǎn)量低、質(zhì)量差、耗能高、污染重等問題而研制開發(fā)的高效助磨劑。

 （一）   粉煤灰高效復(fù)合助磨劑的作用機理

    水泥助磨劑根據(jù)水泥粉磨工藝、水泥產(chǎn)品品種及原材料性質(zhì)適量地加入到被粉磨的物料中，能通過它對物料顆粒表面產(chǎn)生物理化學(xué)作用，發(fā)揮力學(xué)效能，以提高物料的易碎性和分散性，從而提高粉磨產(chǎn)量和細度，降低粉磨電耗。

    根據(jù)助磨劑的作用機理研究選擇不同物質(zhì)組成和不同的工藝，經(jīng)大量研究試驗，開發(fā)新的高效助磨劑。要有好的助磨效果，必須滿足：1，助磨劑的物質(zhì)組成必須是偶極矩大的極性物質(zhì)或強力的表面活性劑，極性物質(zhì)屏蔽效應(yīng)強；2, 各種不同的吸附劑在顆粒表面上具有不同的吸附機理，將多種表面活性劑分別通過試驗有條件地組合在一起，能夠增強在顆粒表面的吸附作用，增強助磨效果；3, 粉磨物料中的各種成分粉碎使所要求的助磨機理各不相同，因此要找出各自的作用機理，確定最佳組合；4,在磨機中要使用幾種物質(zhì)配合在一起制成復(fù)合助磨劑，以增強適應(yīng)性。

（二）   研究開發(fā)粉煤灰高效復(fù)合助磨劑主要技術(shù)內(nèi)容

1，  采用碳酸鈣物質(zhì)完善調(diào)整水泥石化學(xué)組成和提高粉煤灰的水化過程中所消耗的大量放熱反應(yīng);

2，  采用不同激發(fā)劑，通過多種試驗補充激發(fā)粉煤灰的潛在活性，促使與多種離子表面活性劑復(fù)合成高效助磨劑；

3，  采用多種分散劑、外加劑與粉煤灰進行復(fù)合試驗和研究，針對不同的水泥粉磨物種、顆粒等條件和物料的性質(zhì)在粉磨過程中，使用不同的高效復(fù)合粉磨劑，在粉磨中進行微細度的顆粒分布、形狀、比表面積、試驗分析并通過電鏡觀察助磨劑有效地改善粉煤灰微細粉的微觀面貌，使其大大提高產(chǎn)品的細度，降低機械磨耗，節(jié)能降耗，并能較好改善微細粉的顆粒表面形貌趨向于球形。使微細粉粒細度分布均勻，從而找到適合各種條件或特殊條件下的高效復(fù)合助磨劑物料組成。使研究開發(fā)的粉煤灰高效復(fù)合助磨劑達到國家建材行業(yè)的水泥助磨劑標(biāo)準(zhǔn)的各項指標(biāo)。

（三）   粉煤灰高效復(fù)合助磨劑開發(fā)的主要指標(biāo)

1, 提高水泥產(chǎn)品的強度，特別是水泥早期強度，一般可提高2-5Mpa；

2, 較大提高粉煤灰在水泥中的摻量，大量利用粉煤灰作水泥混合材，粉煤灰摻量可達到25-45％；

3，充分利用水泥粉磨原有工藝設(shè)備，不增加廠房設(shè)備投資，可提高粉磨產(chǎn)量10-45%；

4, 降低機械能，噸水泥節(jié)電5-12kwh，降低生產(chǎn)成本，噸水泥降堤成本約2-9元。

（四）   粉煤灰高效助磨劑試驗研究方法

通過粉煤灰高效復(fù)合助磨劑的原材料分別進行粉磨試驗篩選、比較，復(fù)合成多種試樣，最終進行技術(shù)經(jīng)濟比較，擇優(yōu)選用最佳的助磨劑。通過在相同粉磨工藝條件下的粉磨試驗測定不同物質(zhì)組成的助磨劑，掌握不同摻量和水泥磨粉細度的關(guān)系；通過多種物質(zhì)組成的高效復(fù)合助磨劑對水泥性能的影響研究，綜合考核助磨劑及助磨劑效果的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，選擇最優(yōu)的助磨劑及助磨劑最佳物質(zhì)組成，或適應(yīng)特種條件下使用的助磨劑。

五、粉煤灰高效復(fù)合助磨劑項目的意義

    該項目技術(shù)含量高，創(chuàng)新性強，技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，對提升水泥工業(yè)的技術(shù)水平，促進水泥工業(yè)“綠化”進程，完善水泥生產(chǎn)模式有重大作用。具有廣闊的市場潛力和推廣應(yīng)用價值，經(jīng)濟效益和社會效益顯著；項目實施過程無污染，并且對緩解目前巨大的環(huán)境壓力具有顯著意義。

1, 該項目一旦被生產(chǎn)企業(yè)采用，便會給生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。該項目投入少，見效快，而且技術(shù)含量高，至少有20年以上的生命力。在10年前，水泥助磨劑或許對各企業(yè)還是一個陌生的名字，但是目前已經(jīng)被廣泛接收并使用。產(chǎn)品要創(chuàng)新，技術(shù)要更新，單一的助磨劑目前已經(jīng)難以滿足水泥生產(chǎn)企業(yè)的要求，而改性粉煤灰高效復(fù)合助磨劑的出現(xiàn)正是對從前技術(shù)的更新?lián)Q代，而且有效緩解了助磨劑生產(chǎn)企業(yè)原材料供應(yīng)不足的壓力，成為提高企業(yè)經(jīng)濟效益的新的亮點。建設(shè)規(guī)模能達到年生產(chǎn)兩萬噸水泥添加劑的生產(chǎn)企業(yè)，其銷售收入能達到2800萬元，年凈利潤達到600萬元，年繳稅額達400萬元，利稅總額為1000萬元。

2, 該項目技術(shù)給水泥企業(yè)帶來了福音，我國水泥產(chǎn)量每年達5億多噸，80%以上為立窯生產(chǎn)，普遍存在著“產(chǎn)量低、質(zhì)量差、品種少、成本高、效益低”的問題，難以適應(yīng)激烈的市場競爭，而水泥新標(biāo)準(zhǔn)的實施更使廣大水泥生產(chǎn)企業(yè)面臨窘境。該項目技術(shù)能給水泥生產(chǎn)企業(yè)注入新的活力。在水泥粉磨時摻入0.5％－0.8％的項目產(chǎn)品，可提高水泥強度20%以上，提高水泥產(chǎn)量15％以上，每噸水泥生產(chǎn)成本降低10元以上，并能改善水泥的干縮、耐磨、抗?jié)B、抗炭化和抗侵蝕性能。該技術(shù)對水泥工業(yè)大量利用固體廢物，節(jié)能降耗，改善水泥性能等方面都起到巨大作用，是實現(xiàn)與新標(biāo)準(zhǔn)接軌的有效途徑。

3, 該項目技術(shù)的實施很好地把環(huán)境效益與經(jīng)濟效益、社會效益結(jié)合統(tǒng)一起來，貫徹落實了環(huán)境法中環(huán)境保護同經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展相協(xié)調(diào)的原則。1999年我國生產(chǎn)水泥5.46億噸，利用工業(yè)廢渣約1億噸，若使用該技術(shù)，在同等條件下，可使用工業(yè)廢渣摻加量提高一倍以上，全年即可多利用工業(yè)廢渣8500萬噸，可增加水泥產(chǎn)量8500萬噸，實現(xiàn)產(chǎn)值170億元。利稅100億元，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1020萬噸，減少土地占用39000畝；同等水泥產(chǎn)量下，可減少有害氣體排放：二氧化碳8500萬噸，二氧化硫17萬噸，氮氧化物34萬噸。同時也減少了相應(yīng)的沖灰用水量，減少了大氣污染和水污染。