在水泥和混凝土中摻入高細度礦渣，可以提高水泥及其制品的力學(xué)性能，并節(jié)約水泥的用量，是廣大水泥生產(chǎn)廠家重點關(guān)注的話題。目前，在國內(nèi)通常采用熟料和混合材分別計量，并同時粉磨的工藝技術(shù)路線。但由于礦渣和水泥熟料硬度和易磨性存在較大的差異性，導(dǎo)致混合磨水泥中獷揸組分平均粒徑較大，有研究表明在球磨機中粉磨礦渣水泥比表面積為300～350m2/kg，其中礦渣的實際比表面積僅250～270m2/kg左右，這嚴(yán)重制約了礦渣潛在水硬活性的發(fā)揮，在生產(chǎn)上則表現(xiàn)為礦渣摻量不能大幅度提高，或提高礦渣摻量而磨機產(chǎn)量降低、電耗劇增。實踐表明，隨著礦渣粉比表面積的增大，水泥中摻人礦渣粉的比例可以適當(dāng)提高，礦渣比表面積提高到400m2/kg以上時可大幅度增加在水泥中的摻量，可多達50%左右，對混凝上的性能也有益處。尤其是比表面積600m2/kg級的礦渣粉摻量可達70%，但水泥的凝結(jié)時間要延長。為了解決這一問題，一般可采取以下措施：一是調(diào)整生料配料方案，適當(dāng)降低熟料的硅酸率提高鋁氧率；二是減少石膏摻人量，控制水泥中三氧化硫的含量在1.50%左右。通過釆取以上措施，凝結(jié)時間一般比原來縮短40～80min，其他性能指標(biāo)基本不受影響，經(jīng)濟效益和社會效益都很顯著。
一、單獨粉磨
目前，礦渣粉磨技術(shù)大致有：①礦渣與熟料、石膏的共同粉磨；②礦渣單獨粉磨，再與熟料、石膏的細粉混合成水泥；③礦渣單獨預(yù)粉磨，再與熟料、石膏共同粉磨。但由于采用第一種粉磨工藝技術(shù)粉磨時礦渣易集中在粗粉中，僅起混合材作用。而單獨粉磨礦渣不僅可生產(chǎn)高比表面積礦渣粉，而且節(jié)能非常明顯。
1.能充分發(fā)揮礦渣的活性。眾所周知，礦渣的水化反映滯后于水泥，要想水泥和礦渣達到同步水化目的，必纘控制冀各增不陶的最佳細度，以充分發(fā)揮礦渣的活性，況且礦渣的硬度及耐磨性和水泥相比有很大的差別，如果礦渣不能達到理想細度，就會造成礦渣對水泥的早期強度貢獻小，致使混凝土及其制品的早期強度低，發(fā)展?jié)摿Σ淮螅V渣作為填料使用不能充分發(fā)揮活性，浪費資源。
2.能充分發(fā)揮水泥活性，避免過粉磨現(xiàn)象。由于礦渣硬度大，難粉磨，如果要達到礦渣的理想細度，務(wù)必造成水泥熟料的過粉磨現(xiàn)象，使水泥的早期強度大，但發(fā)展?jié)摿π。?8天強度低。這也要求我們使用分別粉磨的方法。
3.降低成本，實現(xiàn)成品的多元化。無論是礦渣不能充分利用或水泥的過粉磨現(xiàn)象都務(wù)必造成資源的浪費和成品成本的提高，如果采用分別粉磨的方法可以降低成本，況且可以任意調(diào)節(jié)水泥和礦渣粉的顆粒以滿足于更多的要求，達到最多的顆粒級配，實現(xiàn)成品的多元化。
二、超細礦渣粉磨生產(chǎn)的技術(shù)路線
目前，許多企業(yè)釆廂開路粉磨方式來生產(chǎn)超細礦渣粉是不宜提倡的，盡管能制備高細度礦渣粉，但過粉磨嚴(yán)重、磨耗高、系統(tǒng)電耗普遍居高不下，甚至有超過200kWh的，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，很難連續(xù)生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的超細粉磨。國內(nèi)高細磨技術(shù)在這方面的應(yīng)用還沒有成功的范例，估計采用開路粉磨方式將礦渣磨至600m2/kg級別，尚需完善一些技術(shù)環(huán)節(jié)。因此，我們根據(jù)日本超細礦渣粉生產(chǎn)工藝，采用磨機和超細高效選粉機組成的暖流粉旖系銑生產(chǎn)超細礦渣微粉，有條件可在礦渣磨機前進行預(yù)擠壓，效果會更明顯。
烘干后的礦渣從料倉通過計量經(jīng)除鐵器除鐵進入格篩預(yù)分后，喂入改造后的磨機，磨機內(nèi)部的細磨倉內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置，以加強磨機的研磨能力。出磨混合粉經(jīng)提升機送入超細高效選粉機。粗粉從選粉機下部的粗粉出口，由回料輸送裝置返回磨機繼續(xù)被研磨，成品隨風(fēng)從選粉機的細粉出口，被送人高效袋式收塵器，被凈化的氣體經(jīng)風(fēng)機排人大氣，成品被收塵器收集。
三、生產(chǎn)設(shè)備的選擇
1.磨機的選擇。目前，礦渣粉的制備國外普遍采用立式磨和選粉機組成圈流系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，國內(nèi)極個別企業(yè)采用，但多數(shù)為小型球磨機開流系統(tǒng)。因為立式磨生產(chǎn)的主要特點，是單機產(chǎn)量高、能耗低，但一次性投資較大，國內(nèi)一般企業(yè)難以承受。而小型球磨機開路生產(chǎn)又存在單機產(chǎn)量低、能耗高、產(chǎn)品細度不易控制等缺陷，故難以承擔(dān)起大批量生產(chǎn)的重任。不過球磨機歷史悠久、技術(shù)成熟、運轉(zhuǎn)可靠、操作簡單，在水泥廠中普遍采用，這是它的優(yōu)勢所在。因此，我們認為選用大型的球磨機，作為礦渣磨是一個很符合中國國情的選擇，投資較低，產(chǎn)量和成品質(zhì)量穩(wěn)定，運行可靠。
2.選粉機的選擇。由于礦渣單獨粉磨的成品比表面積要求在420m2/kg以上，不少廠家甚至要求成品比表面積達到600m2/kg扣所以普通的離心式選粉機或旋風(fēng)式選粉機無論在分級性能和成品收集性能都無法滿足要求。而O—Sepa選粉機采用籠式分級機構(gòu)，應(yīng)用平面螺旋氣流選粉原理，由垂直葉片和水平葉片組成的籠式轉(zhuǎn)子，回轉(zhuǎn)時使內(nèi)外壓差在整個選粉區(qū)高度之下維持，從而使氣流穩(wěn)定均勻，為成品精選創(chuàng)造了良好條件，分級精度高。而收集裝置采用氣箱脈沖袋式收塵器或國際上先進的脈沖濾筒除塵器，該設(shè)備處理粉塵濃度大(可以達到1000g/m3)，收塵效率高達99.95%，出口粉塵濃度在80mg/m3以下。
四、礦渣磨機改造
1.礦渣磨的特點。①一般水泥粉磨過程中提倡多破少磨、磨內(nèi)篩分，以達到增產(chǎn)降耗的目的，但多破少磨的措施卻不適用于礦渣磨。礦渣原料中大顆粒含量很少，粒度相對均勻，粒徑多集中于1～60mm。因此，為了控制入磨粒度，以利于優(yōu)化級配，只要按格篩預(yù)分即可。②礦渣對設(shè)備的磨損主要取決于鐵和氧化鐵的含量。由于鐵具有可塑性，故很難在粉磨設(shè)備中被細磨。會漸漸附集在粉磨系統(tǒng)中，’造成設(shè)備進一步的磨損。為了盡量避免這一不利因素，清除鐵質(zhì)昶物是必須的。③內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。普通水泥磨在內(nèi)部；隔倉板及襯板采取專一的技術(shù)設(shè)計。④倉位的不同；韃當(dāng)弱化破碎乓能力，盡量提高研磨能力，根據(jù)這個特征和要求制定出相應(yīng)的措施。⑤獨特的篩分裝置及篦孔排列形式的變化，適應(yīng)不同的比表面積礦渣粉的要求。⑥礦渣必須經(jīng)過烘干，但水分不能太小，水分太小，礦渣磨內(nèi)流速太快，無法控制成品的比表面積。
2.普通磨機改造為礦渣磨。從礦渣磨的特點可以看出，普通球磨機直接用于粉磨礦渣是不適宜的，不僅是工藝布置上需要作出變化，而且各倉長度，各倉襯板形式、材質(zhì)，研磨體的級配，隔倉板的篦縫形式、大小、篩分功能、篩孔直徑，活化裝置及出料裝置等都必須作相應(yīng)的改變。
五、經(jīng)濟效益分析及其他
礦渣磨改造，既可以在現(xiàn)有的球磨機上進行改造，也可以在磨機生產(chǎn)廠家購買球磨機外部簡體、支承、動力、控制和傳動部分，由公司提供球磨機的襯板、篩分裝置、活化裝置、出料裝置、，選粉機及整體改造方案。
1.經(jīng)濟效益分析。以φ3×13m礦渣磨為例，按上述方案實施后，生產(chǎn)比表面積420m2/kg的礦渣粉臺時產(chǎn)量在30t/h以上，噸礦渣粉電耗73kWh，年產(chǎn)礦渣粉達19萬噸。
2.節(jié)省消耗材。一是粉磨效率的提高降低了球段的磨耗，二是研磨體規(guī)格的減小，降低了襯板及隔倉板的磨損。
3.使用壽命長。磨內(nèi)部分是普通礦渣磨使用壽命的3倍。
4.結(jié)構(gòu)更科學(xué)。磨內(nèi)存料量及流速更合理，無堵磨等不良現(xiàn)象，提高了磨機的運轉(zhuǎn)率。
