新型高效水泥助磨剂

助磨剂的作用机理（假说）
助磨剂能够强化粉磨，作用机理非常复杂， 尽管国内外对此进行了大量的研究,但是还没 有统一的结论，提出了不同的观点。国外列宾 捷尔（Rehbinder）的强度削弱理论和马杜里 （Mardulier）的颗粒分散理论是助磨剂起助 磨作用机理的经典学说，形成于上世纪三十年 代和五十年代。
在国外研究的基础上，国内各研究单位及高校也 对助磨剂的作用机理进行了探索和研究，取得 了有益的结论。但是国内也有几种不同的说法， 还是没有得到统一的理论，从不同方面对助磨 剂的机理进行了阐述。主要有吸附降低硬度学 说、粉体流变学调节理论、材料断裂机理学说、 断裂价键理论、薄膜假说几种不同的观点。
助磨剂的助磨作用方式
列宾捷尔（Rehbinder）强度削弱理论：助磨剂 吸附在颗粒表面上，继而能够渗入颗粒固有裂 缝及在外力下新形成的裂缝，扩大这些裂缝， 并阻止裂缝复合，改变颗粒表面的结构，降低 了颗粒的强度和硬度，使得颗粒更易破碎，提 高了粉碎效率。
马杜里（Mardulier）的颗粒分散理论：物料的 粉碎在于表面吸附活性剂之后改变了分散颗粒 之间和研磨介质之间的相互作用。表现为粘附 性的减少、降低了颗粒和研磨介质之间的粘附 现象，使物料流动性好。粘附性减少的原因是 活性剂降低了介电常数。助磨剂作为表面活性 剂，对颗粒表面的电荷起平衡作用，可以显著 减小或消除颗粒间的粘附和团聚，增加了颗粒 的流动性，提高粉磨效率。
附聚和聚结阶段：
颗粒在比较弱的引力作用下结团——附聚体，松散的，小颗粒互相附着 而不是结合，添加表面活性剂可将其分散； （aggregation）
颗粒在比较强的化学键作用下结合为整体——聚结体，紧密的联合体， 结晶结构产生了变化，此时不能用表面活性剂来分散，只能等它生长到一定 尺寸以后再度被粉碎；（ agglomeration）
排放约11.52 亿吨CO2
11.52亿
电耗约为 1868亿度
18.68亿
耗能巨大
水泥生产过程中粉磨工序消耗的能量很高，而能量的 利用率又极低，导致每年水泥生产能耗很大。
助磨剂的作用
使用助磨剂
•防止粉体团 聚，有效减弱 或防止 “包 球”提高水泥 粉磨效率 （10%-20%）
•改善水泥质 量，提高产品 档次
粉碎是一种可逆过程，当正反两过程的速度相等时，便达到粉碎平衡。 添加助磨剂可以延缓颗粒的聚结，提高粉碎效率，使粉碎朝着预定目标进行。
大颗粒
粉碎、微细化 聚结、粗大化
Βιβλιοθήκη Baidu
小颗粒
为了减少或延阻聚结，可以通过吸附的办法，即加入少量表面活性剂， 例如：胺盐、乙二醇、工业醇来使聚结减慢。有时水蒸汽也能使聚结减慢； 在水泥粉磨中喷入水蒸气，起到冷却作用，因而使聚结减慢；另方面是由于 水蒸气的解聚效应，（水实际是一种助磨剂，极性分子，故湿法粉磨效率较 干法粉磨高），除此之外，水蒸气可以使电收尘器更有效。
助磨剂在水泥颗粒表面和断裂面上的吸附示意图
助磨剂吸附在水泥颗粒裂缝表面(刚形成的裂缝分别 带相反的电荷)，中和电荷。
助磨剂吸附在水泥颗粒表 面后使颗粒表面产生相同 符合的电荷，引起排斥力 而使颗粒分散开。
颗粒表面吸附有高分子表 面活性剂时，它们在相互 接近时产生排斥作用，可 使粉体分散体更加稳定， 不发生团聚，这就是高分 子表面活性剂的空间位阻 作用。
在改善粉磨工艺的基础上，解决球磨 机缺点的最佳措施之一：添加水泥助磨 剂
水泥助磨剂简介
助磨剂定义：《GB/T 667-2004水泥助磨剂》标 准中，其定义明确为：在水泥粉磨过程时加入 的起助磨作用而不损害水泥性能的外加剂，其 加入量不超过水泥质量的1.0%。
《GB 175-2007通用硅酸盐水泥》标准中将助磨 剂的允许掺量改为不超过水泥质量的0.5%，同 时增加水泥中氯离子含量≤0.06%的要求，其 目的是为了规范我国助磨剂的生产和质量，保 证最终的工程质量。
•提高粉煤灰、 矿渣等废弃物 的利用率使水 泥工业由污染 型向环保型转 化
•降低水泥生 产成本，节约 能源
• 在现代水泥工业中，水泥助磨剂已经成为水泥生产中提高粉磨效率、 降低粉磨电耗、改善水泥性能、降低生产成本的有效措施之一。
二、水泥粉磨工艺简介
水泥生产工艺：
两磨一烧：生料的粉磨、锻烧和水泥终粉磨。
粉磨设备：
主要为：球磨机 随着水泥工业生产大型化的发展以及粉磨设备 的不断研发，逐渐使用辊压机、联合粉磨、立 磨等新型粉磨设备。
球磨机的特点：
1. 优点：结构简单、设备投资小；出磨水泥的 粒径分布较好，粒形较好，有利于水泥的水 化。
2. 缺点：能耗太大，所消耗能量很少的一部分 (0.6～1%)用于增加物料的比表面积；粉磨过 程中由于静电作用，易发生糊球现象，影响 水泥的产量和质量。
助磨剂的分类
助磨剂种类繁多、助磨效果差异很大，应用较多 的就有百余种。
水泥助磨剂一般按使用时的状态进行分类：固体、 液体和气体三种。常见固体和液体两种，国内 应用较多的以液体为主。
按水泥工艺分类
类别
种类
助磨剂的组成和名称
单一物质的助 磨剂
有机助磨剂 无机助磨剂
三乙醇胺、三异丙醇胺、醋酸铵、 乙二醇、甘油、丙二醇、丁醇等
煤、石油、焦炭、石膏等
复合助磨剂
复合助磨剂
有机物的混合物、有机物与无机物 的混合物
新型高效水泥助磨剂
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目录
一．水泥助磨剂的应用背景 二．水泥粉磨工艺简介 三．水泥助磨剂简介 四．水泥助磨剂的研究成果
水泥助磨剂的应用背景
水泥工业是支撑社会和经济发展的重要基础原材料工业 水泥与混凝土是建筑工程和各种构筑物不可或缺的基础 材料，其用途广、用量大、性能稳定且耐久，在未来数十 年中仍将具有不可取代的重要地位。
粉磨作用机理
粉磨是能量积聚过程； 粉磨过程中颗粒处于亚稳高能状态， 颗粒与颗粒易于聚合而成为大颗粒。
阻碍细粉磨有以下三种形式（相）： 包球、衬垫coating;附聚aggregation;聚结agglomeration;
在包球、衬垫阶段，由于不饱 和价键力的作用，使颗粒粘附在筒 体、研磨体上，使物料自由流动减 少，衬垫削弱了粉碎作用，可以通 过加入助磨剂（表面活性剂）来消 除包球现象。