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三乙醇胺系矿渣复合助磨剂的实验

来源:石家庄市海森化工有限公司  日期:2016-07-19 09:00:00  属于:产品技术
文章摘要:通过测试矿渣微粉筛余,比表面积和粒度分布,研究三种三乙醇胺系助磨剂对矿渣粉磨的作用效果,同时利用粒度粒形检测仪和扫描电镜分析了矿渣微粉的颗粒群形貌,并探讨了助磨剂对矿渣微粉活性指数及水泥-矿渣基胶凝材料标准稠度、凝结时间和安定性的影响。
粒化高炉矿渣(简称矿渣)是钢铁企业冶炼生铁时所排放的废渣,通常每生产1吨生铁,会产生0.5~1t的矿渣。据不完全统计,2014年底全国已堆积3亿吨矿渣,大量堆积的矿渣,不仅侵占土地,而且污染生态环境,从而造成明显或潜在的资源浪费与经济损失。从化学成分上看,粒化高炉矿渣属于一种“低钙高硅”的硅酸盐质材料,将矿渣微粉化作为矿物掺合料应用于水泥、混凝土生产中是其高附加值利用的最理想的技术途径。已证明:在混凝土中,矿渣微粉以一定比例取代水泥,一方面混凝土工作性、体积稳定性、抗渗透性得以改善,远龄期强度和耐久性得以提高。另一方面,混凝土单位立方米生产成本得到显著降低,生产企业获得良好经济效益。
三乙醇胺系矿渣复合助磨剂的实验

矿渣微粉要想充分发挥其功效,必须将矿渣粉磨至一定细度(一般比表面积≥400m2/kg)。矿渣中玻璃体含量较多,易磨性较差,导致矿渣粉磨至规定细度所产生的能耗极高。在实际工业化生产中,常通过添加助磨剂的方式来降低粉磨能耗。对于矿渣助磨剂,目前我国还没有制定相应的国家标准,粉磨企业大多直接将水泥助磨剂用于矿渣粉磨中,导致助磨效果不明显,难以满足各方面的要求;另外许多科研院所只是研究单一助磨组分的助磨剂,对复合助磨剂的研究并不深入,尚处于探索阶段。本实验以三乙醇胺做为助磨剂主要成分,配制三种三乙醇胺系矿渣复合助磨剂,重点研究三种复合助磨剂对矿渣的助磨效果及它们对矿粉微粉性能的影响,为工业化生产奠定实验基础。

实验方法
首先将矿渣在(105±5)℃温度条件下烘干;然后将用水稀释好的的助磨剂,按实验掺量均匀地喷洒在矿渣表面;最后将其投入SM-500型球磨机中进行粉磨。其中,每次入磨5kg矿渣,粉磨时间设定为40min。

结果与讨论
助磨剂对矿渣微粉细度的影响:助磨剂的加入使得矿渣微粉45μm和80μm筛余百分率均有不同程度的降低。矿渣颗粒在粉磨过程中,因受到挤压、碰撞等外力作用,在表面会产生新的裂纹。三种助磨剂中均含有表面活性剂成分,表面活性剂由于吸附作用,不但会渗入到矿渣颗粒的裂纹中,填充微细裂纹,使得裂纹难以自行愈合,而且还会使已经出现的裂纹形成“楔劈作用”,加速裂纹扩展,从而促进矿渣颗粒的细化过程。因此在相同粉磨时间内,使用助磨剂可以提升矿渣微粉的粉磨细度。
助磨剂对矿渣微粉活性的影响:活性是评价矿渣微粉质量优劣的一项重要指标。实验结果与矿渣微粉比表面积的提高相一致,这在某种程度上说明矿渣微粉活性指数之所以提高,主要是因为助磨剂细化了矿渣颗粒,增大了矿渣微粉的比表面积。
助磨剂对矿渣微粉颗粒群形貌特征影响:加入助磨剂后,矿渣微粉颗粒群的圆度降低,粗糙度与伸长度增加。矿渣在助磨剂作用下,其形貌发生明显改变,大块玻璃体破碎成细小快装玻璃体,粉体颗粒明显细化,这说明助磨剂有助于矿渣玻璃体的的破裂,矿渣玻璃体易磨性提高,提高了矿渣微粉的活性。

结论
(1)助磨剂加入后,矿渣微粉45μm及80μm筛余出现不同程度的降低,比表面积得到提高。三种助磨剂均能起到助磨作用,其中B型助磨剂(三乙醇胺+无机盐)效果最佳。在粉磨时间相同时,三种助磨剂均存在最佳掺量,分别为0.8‰、0.8‰和0.6‰;
(2)助磨剂能有效改善矿渣微粉的粒度分布及颗粒形貌。经助磨剂作用后,矿渣微粉0~20μm颗粒含量显著增加同时,矿渣微粉颗粒群的圆度降低,粗糙度与伸长度增加,大块玻璃体破裂为细小玻璃体明显,矿渣易磨性增强,活性指数得到提高;
(3)助磨剂对水泥-矿渣基胶凝材料标准稠度影响不大,对其安定性无不利影响,但胶凝材料凝结时间出现不同程度的缩短。
 
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