下载文档原格式
水泥助磨剂及应用现状水泥助磨剂在水泥粉磨作业中的使用，是一项有利于节能降耗、减排利废的措施。
随着新型干法水泥的快速发展，水泥ISO 强度检测标准的实施，水泥助磨剂在我国水泥工业中的应用越来越广泛。
1 水泥助磨剂的定义及种类1.1 水泥助磨剂的定义在GB/T 667-2004水泥助磨剂标准中，其定义明确为：在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂，其加入量不超过水泥质量的l%。
助磨剂是一种添加剂，适量地加入到被粉磨的物料中，能通过它对颗粒表面的物理化学作用，发挥力学效能，得以提高物料的易碎性和分散性，从而提高粉磨细度和降低粉磨电耗。
按使用时的状态分，助磨剂可以分为：固体、液体和气体助磨剂。
固体助磨剂有：硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、胶体石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等；液体助磨剂有：有机硅、三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、聚丙烯酸脂、聚羧酸盐等；气体助磨剂有：蒸气状的极性物质以及非极性物质等。
按化学结构助磨剂可以分为三类：聚合无机盐、聚合有机盐及复合化合物。
1.2 水泥助磨剂的种类助磨剂种类繁多，助磨效果差异很大，应用较多的就有百余种。
助磨剂的分类方式较多，从成份组成上的差异可分为纯净物和混合物（见表1）。
按照添加时的物理状态，助磨剂可分为固体、液体和气体助磨剂。
固体助磨剂一般制成粒状或粉状，液体助磨剂多是溶液或乳剂。
采用液体助磨剂比采用固体助磨剂，在工艺上更容易控制。
根据助磨剂的化学结构可分为以下三类：碱性聚合无机盐：除用于硅酸盐粉磨之外，一般多于磷酸盐优于多聚硅酸盐；碱性聚合有机盐：最适宜采用聚炳烯酸脂；偶极一偶极有机化合物：如烷烃、醇胺等。
2 水泥助磨剂的作用及其机理2.1 水泥助磨剂的作用常用助磨剂具有较大的吸附力，比较容易的吸附在研磨体、衬板、物料颗粒表面以及物料颗粒裂缝中，形成一层“包裹薄膜”。
因此，有以下几种作用：（1）在磨机状况不改变的条件下，可提高磨机产量幅度，同时可有效减少过粉磨现象，优化水泥颗粒级配；（2）维持原磨机产量不变或小幅度增产的条件下，提高水泥粉磨细度及比表面积，使水泥强度提高；（3）可改善磨内物料的分散性，有效消除水泥微细颗粒的静电吸附和包球糊磨现象；（4）改善水泥的流动性，提高输送设备的效率。
HS-ZM水泥助磨剂HS-ZM水泥助磨剂是我公司最新研制的高性能产品，该产品是以多种有机、无机材料经特定加工工艺制备而成的水泥用外加剂，具有助磨、增产、增强、激发混合材的活性，加快水泥反应速度等效果，可显著提高水泥磨的台时产量，减少电耗，提高水泥中混合材的掺量。
提高水泥的早期强度，调节水泥凝结时间，改善水泥的安定性，降低水泥的生产成本，提高水泥质量，提升水泥的市场的竞争力。
技术性能技术项目技术指标外观粉状灰色粉状物，含水率≤10%液体淡黄色液体掺量粉状为水泥重量的0.5~1.0%液体为水泥重量的2~4/万提高水泥磨的台时产量 10%~20%提高水泥比表面积 10~30m2/kg提高水泥强度 3d抗压强度提高5-10Mpa 28d抗压强度提高3-5Mpa降低熟料用量 8~20%降低水泥成本 5-20元/吨安定性改善水泥安定性产品特性•经过物理和化学的作用，增加物料的流动性。
改善磨内的粉磨环境，最大限度地增加粉磨效果。
•助磨剂中的有效成分能成功地解决静电吸附问题，是水泥颗粒间的静电凝聚力得到屏蔽，较好地较低了颗粒的表面张力、表面能和硬度，有效地克服了粘球糊磨现象。
•微裂纹再愈合是物质的一般特性，助磨剂能避免微裂纹愈合。
在撞击下易于扩展，从而达到水泥在磨制过程中更易粉磨，使水泥中的3~32µm颗粒的含量增加，优化了水泥的颗粒级配，有利于水泥强度的提高。
•助磨剂中的化学成分除助磨作用外，其本身特定的化学物质与水泥中的铝、硅、钙等发生化学反应，产生优化水泥构成的新物质，使水泥的水化过程更充分、更完全，从而达到提高水泥强度，改善水泥性能之目的。
使用方法•按0.5~1.0%的比列（粉剂）计量，从磨头前均匀加入水泥磨中与熟料、石膏、混合材料等共同打磨。
•按2~4/万的比列（液体）计算，确定好掺量，选好加料点启动液体计量泵，用秒表和量筒标定计量泵1min内的输出流量，调整到按公式计算数值的±1Ml.。
0、引言：水泥工业是重工业和高耗能工业，而水泥粉磨的耗能在整个生产过程中占据极大的比重，其中电耗约占水泥综合电耗的60%-70%，而其能量的利用率又极低，粉磨过程的大部分电能被消耗在无效热量中。
另一方面，当水泥颗粒细化后，由于自身表面能较大而有自动团聚的倾向。
水泥助磨剂可以有效帮助提高粉磨效率防止团聚。
在水泥的粉磨生产中加入适量助磨剂，通过助磨剂的表面活性及电荷分散作用达到对颗粒表面的物理化学改性，发挥界面效应，可使水泥的细度和磨机的功率消耗相同的条件下增加产量；或可以在水泥产量和磨机功率消耗相同的情况下增加水泥的比表面积，优化水泥颗粒级配，进而提高水泥的强度和质量[1][2]。
水泥助磨剂作为一种具有节能降耗、提产增质的产品，其使用范围得到空前提高。
目前国内外水泥助磨剂多以醇胺类物质如三乙醇胺及其复配产物为主要成分，具有较好的使用效果。
这类助磨剂大多是小分子复合助磨剂，功效显著，但其性能稳定性差，对于掺量的变动敏感。
实践也证明，各种功能基团的协同作用，其效果远大于单一功能基团的助磨作用，因而复合助磨剂的功能较成分单一助磨剂性能效果有很大的提升；化学改性的助磨剂可以克服小分子助磨剂的诸多弊端，使其使用的安全性和稳定性得到大大的改善，而合成高分子助磨剂，将各功能基团组合到高分子分子链结构中，其助磨效果较复配的助磨剂又有跨越式的提升。
合成的高分子助磨剂一般有效掺量低，助磨增强作用明显，有一个合适的掺量范围，其掺量波动对水泥性能影响不大，可以更好保证生产的安全进行，而且高分子合成助磨剂成本低、性能好、综合效益高，具有广阔的应用前景。
因而对于水泥液体助磨剂，依靠化学分子结构的设计合成助磨剂，使其具有单纯复配型助磨剂无可比拟的性能优势成为助磨剂以后发展的主流方向。
1、助磨剂的工作原理概述复合型的助磨剂的组分大体分为离子型助磨成分和非离子助磨成分，属于离子型助磨剂的主要有醇胺类化合物、聚丙烯酸盐、聚羧酸盐、木质素磺酸盐等；属于非离子型助磨剂的有多元醇等。
水泥助磨剂1、水泥助磨剂发展及重要性水泥助磨剂是水泥粉磨时加入的为了改善水泥粉磨工艺，提高生产效率而又不损害水泥性能的外加剂，国内外规定，其加入量应不超过水泥质量的1%。
水泥助磨剂又可称为水泥粉磨工艺外加剂。
早在20世纪30年代，人们就开始使用水泥助磨剂来改善水泥的粉磨工艺。
其中最早记载使用水泥助磨剂并获得英国专利的是1930年，当时采用的是添加少量的树脂。
30年代初期，美国格雷斯公司发明并获得专利的产品TDA。
并又于1965年发明的专利产品HEA2，这些产品在20世纪中后期都得到了广泛的应用。
随之，世界各国也进行了大量的研究，如前苏联、加拿大、日本、十国等。
我国主要于80年代中期，进行过水泥助磨剂的研究。
随着研究的深入，有越来越多的水泥助磨剂被开发应用，近20年来，新—代的助磨剂已被越来越广泛地用于水泥的粉磨工艺中，它具有传统水泥助磨剂的所有优点，同时，还能够改善水泥的质量。
人们称之为“水泥质量改进助磨剂”或简称为“质量改进剂”。
当我们在水泥中加入混合材时，如矿渣、粉煤灰、火山灰或石灰石等，发现该水泥的强度发育与纯硅酸盐水泥的强度发育有差别，为了减少这种影响，使用这种水泥“质量改进剂”，将会非常有利于水泥的质量提高。
这些助磨剂能够通过增强水泥和混凝土的强度，调整水泥凝结时间和混凝土的需水量等来满足一系列不同的需求。
它们所提供的性能优势比普通水泥助磨剂能够降低更多成本,例如，由于它们的使用，能够提高混合材掺加量，能够更大程度地降低生产成本并减少对环境的影响等。
水泥助磨剂所发挥的种种优势，已被越来越多的人所认识，并被逐渐广泛地应用于水泥的生产，北美洲有95％以上的水泥经过水泥助磨剂的处理，欧洲有75％以上的水泥经过水泥助磨剂的处理，在世界范围内，约超过60％的水泥是经过水泥助磨剂的处理。
优质的水泥助磨剂所带来的效益已远远超过它本身的价值，是水泥生产企业生产水泥的—种有效、必要的辅助产品。
充分认识水泥助磨剂对水泥生产的重要性，有利于水泥生产企业决策者的正确决策，质量技术人员和生产使用人员的正确选择和使用。
水泥助磨剂的作用机理Your browser does not support this audio format.关于助磨剂的作用机理，作者提出了薄膜假说，认为助磨剂在被磨细的细颗粒表面形成了一单子吸附薄膜，从而减少了细颗粒问的聚结以及细颗粒与研磨体和村板间的黏糊，提高了粉磨效率。
按照这一假说，既可解释助磨荆的助磨作用，又可指导助磨剂的选择。
助磨剂是一种能提高粉磨效率的外加剂，对于它的作用机理，有列宾捷尔(Rehbinder)的微裂纹假说，认为助磨剂的作用机理主要是降低了粉磨阻力和阻止了聚集作用。
其他学者也提出了各种不同的假说，但至今尚有争议，因而指导助磨剂的选择和生产实践主要还是依靠经验方法。
我们认为．用作助磨剂的表面活性分子，在被磨细的细颗粒表面形成了一单分子吸附薄膜，从而减少了细颗粒问的聚结以及细颗粒与研磨体和衬板间的黏糊，提高了粉磨效率。
“薄膜假说”可解释助磨剂的作用机理，并可指导助磨剂的选择。
众所周知，助磨剂的作用随其加入量的增大而增大，直至一个最大值，超过此值，助磨作用保持不变，这一最大值，按照薄膜假说，就是助磨分子在所有颗粒表面形成单分子吸附的最低需用量。
助磨剂掺量超过此值，只增加薄膜的厚度(多分子吸附)，不再提高分散作用，如表1所示。
这一理论计算值与实际掺量是很接近的。
按照薄膜假说，随着水泥比表面积的增加，形成单分子吸附薄膜的助磨剂量增加，即水泥磨得愈细，助磨剂所需掺量愈大。
按西德Schneider资料，当硅酸盐水泥比表面积由2400—3000em2／g提高到40130—5500cm2／g时，助磨剂的掺人量由0．01％～0．03％提高到0．04％一0.01％。
对于同类性质助磨剂，分子量和密度愈小，则形成相同单分子吸附薄膜所需要的量就愈60少，或者说在相同掺量时，其助磨作用就愈强。
这就是说，按照薄膜假说，可以用分子量与密度之积的螂数来衡量同类性质助磨剂助磨作用的大小，如表2所示，这两个参数为助磨剂的选择提供了参考依据。
水泥助磨剂是什么做的注：双击自动滚屏字体大小：【16 14 12】消息来源：作者：时间：2008-8-21水泥助磨剂的定义在水泥粉磨过程中为了改善水泥粉磨、提高生产效率而掺入的起助磨作用而又不损害水泥性能的工艺外加剂称为助磨剂。
助磨剂的组成与理论助磨剂按使用时的状态分，可以分为：固体、液体和气体助磨剂。
固体助磨剂有：硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、胶体石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等；液体助磨剂有：有机硅、三乙醇胺、乙二醇；丙二醇、聚丙烯酸脂、聚羧酸盐等；气体助磨剂有：蒸气状的极性物质(丙酮、硝基甲烷、甲醇、水蒸气)，以及非极性物质(四氯化碳)等。
按化学结构助磨剂可以分为三类：聚合无机盐、聚合有机盐及复合化合物。
在国外助磨剂的应用十分普遍，95％的水泥磨机都使用助磨剂。
在国内有些水泥厂，以前也使用过助磨剂，如：三乙醇胺、乙二醇、丙二醇、石油酸钠皂等一类化工厂下脚料，但由于来源短缺、价格增涨，渐渐停用。
1998年国内一家公司首先与国外一家助磨剂公司合资，在中国首家生产CD-88系列水泥分散（助磨）剂，并且通过了中国建材研究院技术鉴定。
市场反应极好，销售态势见好，近年来，国外多家公司进入了中国市场，国内各地助磨剂厂也纷纷兴起，为助磨剂的应用，又开创了一个更新的局面。
添加助磨剂的目的是为了改善物料的易磨性，减轻颗粒之间的粘聚结团作用，消除微细颗粒糊球糊衬板现象，提高磨机内物料的流动性，从而实现球磨机节能高产的目标。
因此，关于助磨剂的作用原理主要有三种理论：1、强度学说：助磨剂随物料加入磨内后，首先吸附在被磨固体物料的表面，降低其表面能。
助磨剂分子吸附在固体物料的裂纹内壁上，进一步进入到裂纹的表面，随着裂纹的形成和不断扩展，起到“楔子”作用，不仅阻止裂纹闭合，而且促使裂纹的扩大，加速断开的产生，在粉磨的中后期，助磨剂主要起分散作用，延缓或减轻细物料的凝聚。
2、分散学说：助磨剂能在物料表面产生选择性吸附和电性中和，消除静电效应，减小微细的、颗粒聚集的能力和机会，从而减少磨内粘球和糊衬板的现象，提高细粉物料的分散度，提高机械能的利用率，因而可提高磨机的粉磨效率。
一、水泥助磨剂的定义：在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂，其加入量应不超过水泥质量1%。
[GB/T4131-1997，定义4.17]二、水泥助磨剂的主要作用：1.在磨机状况不改变的条件下可提高磨机产量度10-30%，同时可有效减少过粉磨现象，优化水泥颗粒级配：2.维持原磨机产量不变或小幅度增产的条件下，提高水泥粉磨细度及比表面积，使水泥强度提高3-5Mpa；3.可改善磨内物料的分散性，有效消除水泥微细颗粒的静电吸附和包球糊磨现象；可改善水泥的流动性，有效解决水泥结拱问题，提高水泥的输送效率。
助磨剂是一种添加剂，适量地加入到被粉磨的物料中，能通过它对颗料表面的物理化学作用，发挥力学效能，得以提高物料的易碎性和分散性，从而提高粉磨细度和降低粉磨电耗。
三、水泥泥助磨剂的原理据统计，水泥助磨剂的原理有很多种学说，但目前大家认可的有三种学说。
助磨剂的主要作用是促进物料裂纹的形成和扩展。
1.强度学说。
助磨剂随物料加入磨内后，首先吸附在被磨固体物料的表面，降低其表面能。
助磨剂分子吸附在固体物料的裂纹的内壁上，进一步进入到裂纹的人表面，随时着裂纹的形成和不断扩展，起到“楔子”作用，不仅阻止裂纹的闭合，而且促使裂纹的扩大，加速断开的产生，在粉磨的中后期，助磨剂主要起分散作用，延缓或减轻细物料的凝聚。
2.分散学说。
助磨剂能在物料表面产生选择性吸附和电性中和，消除静电效应，减小微细的、颗粒聚集的能力和机会，从而减少磨内粘球和糊衬板的现象，提高细粉物料的分散度，提高机械能的利用率，因而可提高磨机的粉磨效率。
3.衬垫学说。
助磨剂能消除或大大减小钢球和磨机内壁上粘附细粉所产生的衬垫，增强钢球对物料的撞击力，破坏磨机内部的吸引热力、化学力和机械力。
本发明公开一种水泥助磨剂及其制备方法，其原料由10％～30％（10％）三乙醇胺、12％～30％（40％）三异丙醇胺、5％～20％（5％）乙二醇、3％～10％（5％）丙二醇、15％～40％（40％）水、1％～5％（3％）十二烷基苯磺酸钠、3％～10％（6％）木质素、2％～5％（2％）无水硫酸钠组成；在反应釜中注水，加热至40～50℃备用；将十二烷基苯磺酸钠加入，搅拌15分钟；加入无水硫酸钠搅拌10分钟，再加入木质素搅拌30分钟；将反应釜中的材料用150目筛网过滤；加入乙二醇、丙二醇搅拌20分钟；加入三乙醇胺、三异丙醇胺搅拌30分钟，即得到助磨剂产品。
水泥助磨剂成分检测微谱分析指通过微观谱图（气相色谱、液相色谱、热谱、能谱、核磁共振谱等）对产品所含有的成分进行定性和定量的一种配方分析方法。
配方分析在日本，欧美应用比较广泛，而在国内，目前处于起步阶段。
该技术甚至是很多国家的成长途径。
二战之后的日本，就走的引进技术，分析还原，消化吸收，然后技术创新的道路。
韩国等国家也是如此，从欧美获取技术，学习，实践，赶超。
在水泥生产中, 粉磨过程是能耗最高的环节, 能量利用率又极低, 只有很少一部分被用于增加物料的比表面积。
在粉磨过程中加入少量的化学添加剂—助磨剂, 能显著提高粉磨效率, 降低能耗。
水泥助磨剂是由一种或几种表面活性物质构成, 大多数水泥助磨剂的应用效果表明: 水泥助磨剂具有降低水泥粒度, 提高比表面积, 改善水泥某些物理化学性能, 降低粉磨电耗等作用。
国内外很多工厂和研究机构都在开展有关水泥助磨剂的研究工作, 新型助磨剂产品不断出现, 越来越多的表面活性剂被用于生产水泥助磨剂, 从而为开发高效适用的助磨剂产品提供了新思路。
助磨剂的作用原理尽管国内外都进行了大量有关助磨剂作用原理的研究,但研究尚不够深入,观点也不同,有的甚至相互矛盾。
主要的理论学说有:Rebinder的强度削弱理论和Mardulier的颗粒分散理论,除此之外还有现代学者提出的薄膜理论等。
Rebinder 首先研究了有、无化学添加剂的2种情况下液体对固体物料断裂的影响,认为:根据近代材料脆裂理论,在被粉碎物料中添加适量的助磨剂,由于助磨剂分子吸附在物料表面的裂纹上,使裂纹的表面自由能降低,平衡裂纹表面的剩余价键和电荷, 避免裂纹的愈合, 从而有利于裂纹的扩展, 提高物料的脆性。
因此, 助磨剂在物料粉碎过程中起到了削弱固体强度的作用, 使物料粉碎易于进行, 有利于粉磨细度和粉磨效率的提高。
Mardulier的颗粒分散理论认为,水泥熟料颗粒断裂时,会发生大量的Si-O共价键和Ca-O离子键的断裂,其单键能为:si-O为106kg/mol,Ca-O为32kg/mol,所以固体颗粒的断裂首先发生在Ca-O离子键上。
水泥助磨剂的应用与效果添加助磨剂的目的是为了改善物料的易磨性，减轻颗粒之间的粘聚结团作用，消除微细颗粒糊球糊衬板现象，提高磨机内物料的流动性，从而实现球磨机节能高产的目标，水泥助磨剂为水泥企业带来的经济利益。
标签：水泥助磨剂;应用;节能减排前言：水泥助磨剂在水泥生产过程中的作用机理主要是在粉磨过程中改变颗粒之间的相互作用，使其黏附性降低，流动性增加，防止二次颗粒的形成。
助磨剂被磨内物料吸附后，降低了颗粒的表面自由能，避免了裂纹愈合，有利于裂纹的扩展，提高了物料的易磨性。
一、水泥助磨剂的作用机理1、水泥助磨剂的作用在水泥粉磨过程中掺入极少量的助磨剂，在不改变粉磨设备情况下，一方面，粉磨相同的时间，能优化水泥的颗粒粒径的分布状况，使水泥颗粒分布更加的合理，提高水泥胶砂的早后期强度，同时提高球磨机的产量，有效降低球磨机的过粉磨现象，另一方面，在达到规定的粉磨颗粒分布要求的情况下，粉磨的时间减少，产量增加明显。
此外掺加助磨剂还能提高粉体的流动性能，有利于水泥的运输以及储存;提高磨机内物料分散性，有效避免水泥超细颗粒的静电吸附作用和包球现象以及降低糊磨粘球现象的发生。
2、作用机理国内外研究机构对水泥助磨剂的粉磨机理，进行了大量的科学探索，但是研究机理一直处于缓慢阶段，没有一个统一的结论，甚至有些结论还相互矛盾。
综合水泥助磨剂的一些研究理论，被认可的主要有以下几种：（1）马杜里的颗粒分散理论Mardulier的颗粒分散理论，也就是所谓的粉体流变学说，认为在水泥粉磨过程中物料微细颗粒聚集的根源，是由于粉磨截断的结果，在颗粒产生断裂面时，在断裂面的两侧形成电性相反的电荷，对于水泥熟料而言，所涉及的Si-O与Ca-O单键键能分别约为460KJ/mol和113KJ/mol，从单键键能可知，后者键能较小，因此颗粒的断裂首先发生在Ca2+和O2-的活性点位置上，电子云密度由于离子键的断裂而产生变化，断裂面的两侧出现一系列交错分布的Ca2+和O2-的活性点，若没有外来离子或分子来饱和裸露的离子键，断裂面的两侧会立即复合，出现包球现象。
