幾種助磨劑對礦渣助磨效果的研究

□□

(山西職業(yè)技術學院，山西 太原 030006)

引言

?；郀t礦渣是鋼鐵廠冶煉生鐵時產生的廢渣。每生產1 t生鐵，要排出0.3～1 t礦渣[1]。礦渣的化學成分與普通硅酸鹽水泥非常接近，CaO含量為30%～40%、SiO2含量為35%～38%、Al2O3含量為10%～18%、MgO含量為5%～14%[2]，其主要成分CaO、SiO2、Al2O3、MgO、MnO的含量占到礦渣化學組成的90%以上。出渣溫度越高、冷卻速度越快，則礦渣的玻璃化程度越高，其潛在化學能越大，活性也越高。自從1862年德國人發(fā)現(xiàn)水淬?；郀t礦渣具有潛在活性后，礦渣長期作為水泥混合材使用[3]。磨細礦渣單獨調水時，硬化極為緩慢，強度也很低，但是摻入水泥中卻具有很高的強度，其后期強度甚至可以超過硅酸鹽水泥，這表明礦渣在水泥中具有積極參加反應的活性組分。礦渣在水泥中的應用，能起到節(jié)約能源和資源、減輕環(huán)境負荷、改善水泥性能等作用。

粉磨礦渣水泥時，熟料和礦渣的易磨性相差很大。礦渣的易磨性較差，與熟料共同粉磨時礦渣不易磨細，因而也使得礦渣的活性得不到充分發(fā)揮，從而限制了礦渣在水泥中的摻入量。因此，要將礦渣大量地加入到礦渣水泥中需解決礦渣粉的細度問題。本試驗分別采用木質素磺酸鈣、油酸、三乙醇胺、非離子表面活性劑、十六烷基三甲基溴化銨作為助磨劑進行礦渣的粉磨。按照不同的摻量將助磨劑加入到礦渣中，然后在標準試驗磨機內粉磨，每隔一定時間t取樣測定比表面積S，繪制lnlnS～lnt曲線，比較不同助磨劑對礦渣的助磨效果，選出助磨效果比較好的助磨劑，并得到合適的助磨劑加入量。

1 試驗原料與設備

1.1 試驗原料

試驗所用礦渣為太原鋼鐵公司煉鋼中產生的礦渣，其化學成分由太鋼技術中心檢測試驗研究所提供(見表1)。

表1 礦渣的化學成分 %

試驗所用助磨劑為：三乙醇胺(分析純)、油酸(分析純)、非離子表面活性劑(分析純)、木質素磺酸鈣、十六烷基三甲基溴化銨。

1.2 試驗儀器

試驗所用儀器有：Φ500 mm×500 mm標準試驗磨機；DBT-127型勃氏比表面積測定儀；ATZ型電子臺秤；101-1A型電熱鼓風干燥箱；TG328A(S)型分析天平。

2 試驗方法

先將礦渣放入烘干箱內烘干，稱取礦渣5 kg。將助磨劑分別按不同的摻量加入，為了方便操作，各種摻量的助磨劑分別用100 ml蒸餾水溶解，然后加入到礦渣中進行粉磨，用數(shù)顯程控器設定粉磨時間，粉磨時間分別為10 min、20 min、30 min、40 min，分別取樣并測其比表面積。礦渣比表面積的測試按照GB/T 8074—2008《水泥比表面積測定方法(勃氏法)》進行。

3 試驗結果

5種助磨劑在不同摻量下的助磨效果見表2至表6。

表2 不同三乙醇胺摻量的助磨效果 m2/kg

表3 不同油酸摻量的助磨效果 m2/kg

表4 不同非離子表面活性劑摻量的助磨效果 m2/kg

表5 不同木質素磺酸鈣摻量的助磨效果 m2/kg

表6 不同木質素磺酸鈣摻量的助磨效果 m2/kg

根據(jù)上述試驗數(shù)據(jù)繪制lnlnS～lnt曲線，如圖1所示。

根據(jù)lnlnS～lnt曲線，可以計算出各直線的斜率(見表7)，直線斜率的大小代表粉磨效率的高低，斜率越大，粉磨效率越高。

圖1 5種助磨劑的lnlnS～lnt曲線

表7 不同助磨劑摻量下直線的斜率

4 結論

4.1 試驗所用的5種助磨劑均可以提高礦渣的粉磨效率，但不同助磨劑達到最佳助磨效果的摻量不同。三乙醇胺的最佳摻量為0.02%；油酸的最佳摻量為0.01%；非離子表面活性劑的最佳摻量為0.03%；木質素磺酸鈣的最佳摻量為0.04%；十六烷基三甲基溴化銨的最佳摻量為0.03%。

4.2 5種助磨劑的助磨效果依次為：十六烷基三甲基溴化銨>木質素磺酸鈣>三乙醇胺>油酸>非離子活性劑。

參考文獻：

[1] 劉新斌，衛(wèi)蕊艷.關于礦渣水泥強度的試驗研究[J].中國水泥，2004(7)：56-58.

[2] 樓基喬，鐘學，倪國軍.礦粉在混凝土中的應用[J].浙江建筑，2006，23(12)：59-60.

[3] 孫寶云.?；郀t礦渣粉的生產技術及其應用[J].四川水泥，2007(1)：17-20.