技术展示
化学方法激发矿渣微粉活性
作者:李喜才   发表时间:2014-04-24
2014/04/24 09:48:46

关键词:矿渣  钢渣  矿渣助磨剂  矿渣微粉  活性  化学激发  强度

    1矿渣

    矿渣是炼铁过程中排出的工业废料,矿渣微粉是较好的胶凝材料,具有较高的潜在活性,广泛应用到水泥、混凝土中。

    2  激发矿渣微粉活性

    由于矿渣具有较高的潜在活性,要把矿渣微粉的潜在活性完全发挥出来,一是依靠物理作用把矿渣粉磨到一定的细度才能发挥矿渣微粉的活性,二是通过化学方法激发矿渣微粉的潜在活性。通过机械磨细物理办法提高活性在这不详细阐述,谈谈利用化学方法激发矿渣微粉活性。

    化学激发办法一是用化工产品配制矿渣助磨剂激发矿渣微粉活性,二是应用某些材料通过水化反应激发矿渣微粉活性。

    2.1 化学方法激发效果比较

    利用相同品质的矿渣,粉磨到相同的比表面积,把我们研究的HQ型矿渣助磨剂掺入矿渣,粉磨后的矿渣微粉A与不加入助磨剂的矿渣微粉B对比7d、28d抗压强度,见表1

   表1  掺入助磨剂和不掺入助磨剂的矿渣微粉活性指数对比

种   类有(无)助磨剂胶凝材料组成7d(Mpa)28d(Mpa)抗折抗压抗折抗压普硅42.5级水泥P对比样水泥砂浆6.429.18.344.3矿渣微粉A加入HQ151助磨剂50%A+50%P7.329.010.049.0矿渣微粉B      无50%B+50%P6.024.18.142.7

     矿渣加入HQ151助磨剂粉磨后的矿渣微粉A比无助磨剂的矿渣微粉B7d、28d抗压强度相对提高4.9Mpa、6.3Mpa,可见通过化学方法对矿渣微粉的活性激发是十分必要的。

    2.2 应用矿渣助磨剂提高活性

    矿渣助磨剂是以激发矿渣活性为主,同时具有助磨作用的化学激发剂,是一种由多元醇胺及多种多元醇及少量脂肪酸盐等多种表面活性剂并经特殊工艺加工而制成的一种复合液体助磨剂。主要成分有三乙醇胺、二乙醇胺、丙二醇等,不含氯离子等有害成分,对混凝土不会产生不良影响。

四平市宏桥水泥技术研究所研制的HQ型矿渣助磨剂(矿渣助磨活化剂),是在不改变原企业生产工艺的前提下,在粉磨矿渣的同时加入矿渣助磨活化剂能够激发矿渣微粉的活性,提高矿渣微粉活性指数。对于中性或碱性矿渣,加入矿渣助磨剂后,矿渣微粉可达到S105级标准。

    矿渣助磨活化剂还有提高磨机产量的助磨作用、降低粉磨电耗的功效。矿渣助磨活化剂可消除球磨机研磨介质的静电吸附现象。用0.1%矿渣助磨活化剂加入球磨机40分钟后,磨机物料流速明显加快,一仓钢球撞击声音加大,感到磨内物料空缺。届时,应该采取调整研磨体等措施,降低物料流速,增加喂料量,从而提高磨机产量;一般可提高磨机产量15%左右,尤其粉磨450㎡/㎏以上比表面积矿渣微粉时,提高磨机产量达到40%左右。使用开路管磨机生产时,矿粉比表面积可达到500㎡/㎏以上,粉磨系统电耗可控制在75kwh/t以下。

    凡是助磨剂都不是万能的,只有助磨剂针对某种化学成分的矿渣进行无数次的对比性试验,才能确定这种型号助磨剂对这种矿渣具有很好的活性激发作用。HQ型矿渣专用助磨活化剂是针对矿渣性质不同而研制不同型号的助磨剂,不同型号助磨活化剂对相同矿渣具有不同的激发效果。在球磨机粉磨矿渣微粉,分别利用HQ131、HQ132、HQ152型号助磨活化剂激发同一种矿渣,激发矿渣微粉的活性效果不同,见表2

    表2   相同矿渣分别掺入不同型号助磨剂经球磨机粉磨后对比激发活性效果不同

试验编号掺助磨剂型号实验项目7dMp28dMpa凝结时间抗折抗压抗折抗压初凝终凝 对比样42.5级普硅水泥F6.429.18.344.33:425:401HQ13150%矿渣微粉+50%F6.626.99.845.34:055:232HQ13250%矿渣微粉+50%F7.329.010.049.03:475:573HQ15250%矿渣微粉+50%F7.328.39.549.33:195:05

 

    相同矿渣分别掺入不同型号助磨剂经球磨机粉磨后,各组被激发活性的矿渣微粉按照1:1比例掺入水泥试验对比,7d、28d抗折、抗压强度各不相同。 

    2.2.1 化学方法激发活性案例

    案例一

    被激发活性的矿渣微粉掺入复合水泥。乌鲁木齐某钢铁公司水泥厂在ф2.4m×13m球磨机生产矿渣微粉,分别加入HQ131、HQ132、HQ152三种型号矿渣助磨活化剂,三种被激发活性的矿渣微粉分别按照1:1比例掺入复合水泥,活性激发效果见表3。

    表3  激发活性的矿渣微粉掺入复合水泥后强度发生变化

实验 编号矿渣微粉掺 助磨剂型号实 验                                   项 目凝结时间7d(Mpa)28d(Mpa)初凝终凝抗折抗压抗折抗压1 对比样   复合水泥 H3:386:125.620.08.336.82HQ13150%矿渣微粉+50%H4:154:566.522.210.037.93HQ13250%矿渣微粉+50%H3:415:236.222.610.938.94HQ15250%矿渣微粉+50%H3:566:106.622.110.239.5          

    试验表明用HQ型号助磨剂激发后的50%矿渣微粉掺入50%复合水泥,7d、28d抗压强度都高于复合水泥原来的强度,尤其对水泥早期强度提高效果更好。

    案例二

    矿渣微粉掺入矿渣助磨剂。昆明市某建筑公司试验380㎡/㎏矿渣微粉掺入0.1%HQ132助磨剂与未掺助磨剂的380㎡/㎏矿渣微粉活性对比。二种矿渣微粉分别按照5:5比例掺入42.5级水泥,7d、28d活性指数对比结果见表4.

表4 矿渣微粉掺入HQ活化剂前、后活性指数的对比

品种胶凝材料组成7d强度(MPa)28d强度(MPa)活性指数抗折抗压抗折抗压7d28d42.5 Po水泥 P水泥胶砂738.4850.8  380㎡/㎏矿渣微A50%A+50%P3.416.17.433.741.9%66.3%掺HQ助磨剂矿渣微粉B50%B+50%P4.821.97.139.857%78.3%

    比表面积380㎡/㎏矿渣微粉A的7d活性指数41.9%、28d活性指数66.3%,把HQ132矿渣助磨活化剂掺入相同的矿渣微粉B,7d活性指数到达57.9%、28d活性指数到达78.3%。

    案例三,

    利用HQ型矿渣助磨活化剂生产的髙活性矿渣微粉加入po42.5级水泥中,28d、90d后期强度高于对比样水泥强度20Mpa~30Mpa。见表5

表5加入HQ型矿渣助磨活化剂的矿渣微粉掺入42.5级水泥的后期抗压强度

水泥   抗压强度Mpa活性指数%7d28d90d7d28d100%普硅42.5级po水泥P38.551.664.3  50%普硅42.5级水泥P+50%矿渣微粉A41.171.591.6106.5138.5

    表5的试验数据说明加入HQ型矿渣助磨活化剂被激发活性的矿渣微粉A按照5:5比例掺入42.5级P,7d的活性指数达到106.5%,28d活性指数达到138.5%。

    案例四

    某矿渣微粉公司2013年9月份在3.2m×13m闭路系统矿渣加入HQ助磨剂0.1%,矿粉比表面积420㎡/㎏时,提产10%左右,提高早期活性指数9%,见表6。  

    表6 加入HQ助磨剂,球磨机提产10%,提高活性指数

 产量t/h7d抗折强度Mpa7d抗压强度Mpa7d活性指数%原矿渣微粉31.05.026.671加HQ助磨剂矿渣微粉33~345.430.080

    加HQ助磨剂的矿渣微粉7d抗压强度比不加HQ助磨剂的矿渣微粉7d抗压强度高3.4Mpa,提高7d活性指数9%。

    2.3 掺入钢渣等材料水化反应提高活性

    钢渣是炼钢时排出的废渣,在粉磨矿渣的同时掺入20%~25%钢渣(含激发剂),提高矿渣微粉抗折、抗压强度,初凝时间减少25分钟,见表7。

表7  掺钢渣矿粉与不掺钢渣矿粉试验对比

名称 凝结时间抗折强度抗压强度初凝终凝7d28d7d28d对比水泥142.5级水泥1551956.28.031.651.8对比矿粉250%对比水泥1+50%矿渣微粉1952354.67.519.244.4试验品350%对比水泥1+掺钢渣矿粉50%1702355.59.220.045.8

                                           

    在矿渣微粉中掺入一定比例的钢渣,不但降低矿渣微粉生产成本,经过水化反应后矿渣微粉7d、28d活性指数比不掺钢渣的矿渣微粉活性指数相对提高2%~15%(根据物料品质,一般提高8%以上,极个别降低2%)。尤其抗折强度明显提高, 28d超过对比样水泥抗折强度1.2Mpa。

可见通过某些材料的水化反应方法对矿渣微粉的活性激发是十分必要的