CN114477844B - 一种水泥生料助磨剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种水泥生料助磨剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水泥生产技术领域，提供了一种水泥生料助磨剂及其制备方法和应用。本发明提供的水泥生料助磨剂由包括以下质量百分含量的组分制备得到：有机酸盐10～25％；聚合酯11％～24％；多聚醇9～16％；稀土稳定剂2％～5％；去离子水45％～60％。在本发明中，有机酸盐不仅可以降低硬质粗颗粒上微裂纹愈合趋势，使其更容易被破碎和细化，减少粉磨能耗，还可以降低硬质颗粒的晶格能，使颗粒结构活化，提高煅烧时的反应活性，降低熟料烧成煤耗；聚合酯和多聚醇可分散生料颗粒，防止其团聚，提高粉磨效率，还能在熟料煅烧过程中释放一部分热量，降低熟料烧成煤耗；稀土稳定剂可减小矿石原料的断裂能量壁垒，降低熟料的烧成煤耗。

Description

一种水泥生料助磨剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水泥生产技术领域，尤其涉及一种水泥生料助磨剂及其制备方法和应用。
背景技术
在水泥生产过程中，水泥熟料煅烧之前需要先将石灰石、砂岩等原料组分粉磨至一定细度得到水泥生料。生料的粉磨电耗一般为后续水泥粉磨电耗的1/3～1/2，但由于生料的处理量通常为熟料质量的150％以上，因此，生料粉磨的能量消耗在水泥生产过程的总能量消耗中依然占有很大的比例。同时，生料质量对于熟料烧成能耗及熟料质量也具有重要的影响。现有技术通常通过降低生料粗颗粒含量、增加矿石物料的结构缺陷、提高生料成分高温反应活性等来改善生料的易烧性，从而降低熟料烧成煤耗，进而降低水泥生产过程中的能量消耗。
目前国内水泥企业的生料粉磨系统绝大多数为立磨系统或辊压磨系统。由于这二种磨机的粉碎作用力远大于球磨机，因而对物料微观结构的破坏作用也强，在一定程度上改善了生料的易烧性。然而，目前在生料粉磨过程中使用的大多数助磨剂功能相对单一，在提高生料粉磨效率、降低粉磨能耗方面具有良好的效果，而在改善生料易烧性以及降低熟料烧成煤耗方面尚存在较大空间。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种水泥生料助磨剂及其制备方法和应用。本发明提供的水泥生料助磨剂不仅可以提高生料的粉磨效率，还具有改善生料易烧性、提高熟料烧成质量及降低熟料烧成煤耗的作用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种水泥生料助磨剂，由包括以下质量百分含量的组分制备得到：
Figure BDA0003502754540000011
Figure BDA0003502754540000021
优选的，所述有机酸盐的相对分子量为2000～3000，所述有机酸盐包括阴离子型纤维素醚。
优选的，所述聚合酯的相对分子量为300～800。
优选的，所述多聚醇的相对分子量为700～2200。
本发明还提供了上述技术方案所述水泥生料助磨剂的制备方法，包括以下步骤：将去离子水、有机酸盐、聚合酯、多聚醇和稀土稳定剂混合，得到水泥生料助磨剂。
优选的，所述水、有机酸盐、聚合酯、多聚醇和稀土稳定剂混合的方法具体包括：
在室温下，将有机酸盐加入去离子水中进行第一混合，得到第一混合物；
将聚合酯加入所述第一混合物中进行第二混合，得到第二混合物；
将多聚醇加入所述第二混合物中进行第三混合，得到第三混合物；
将稀土稳定剂加入所述第三混合物中进行第四混合，得到第四混合物；
将第四混合物升温进行第五混合，得到水泥生料助磨剂。
优选的，所述第一混合的方式为搅拌，所述搅拌的速度为15～20r/min，时间为30～40min，所述第二混合、第三混合和第四混合的方式均为搅拌，所述搅拌的速度独立地为15～20r/min，时间独立地为5～10min。
优选的，所述第五混合的温度为55～65℃，所述第五混合的方式为搅拌，所述搅拌的速度为20～30r/min，时间为40～60min。
本发明还提供了上述技术方案所述水泥生料助磨剂以及上述方案所述制备方法制备的水泥生料助磨剂在水泥生料粉磨中的应用。
优选的，所述水泥生料助磨剂的掺入质量为水泥生料总质量的1.2‰～1.5‰。
本发明提供了一种水泥生料助磨剂，由包括以下质量百分含量的组分制备得到：有机酸盐10～25％；聚合酯11％～24％；多聚醇9～16％；稀土稳定剂2％～5％；去离子水45％～60％。在本发明的水泥生料助磨剂中，有机酸盐可以改变生料中硬质粗颗粒上微裂纹电荷状态，使裂纹愈合趋势大大减弱，使硬质颗粒更容易被破碎和细化，降低生料的80μm和200μm筛余，从而减少粉磨的能耗，同时在上述阻止微裂纹愈合的基础上，有机酸盐还可以降低硬质颗粒的晶格能，使这些颗粒保持结构活化状态，提高了其在熟料煅烧时的反应活性，从而降低热力学反应活化能，降低熟料烧成煤耗，并且由于粗颗粒反应活性的提高，使熟料的煅烧更加完全，最终降低熟料中游离氧化钙(f-CaO)含量，提高熟料的烧成质量；聚合酯和多聚醇均为具有表面活性的物质，可以分散生料颗粒，防止其团聚，提高粉磨效率，还能在熟料煅烧过程中释放一部分热量，代替一部分燃煤释放的能量，降低熟料烧成煤耗；稀土稳定剂能够减小矿石原料的断裂能量壁垒并降低熟料煅烧过程中的矿物反应活化能，从而进一步降低熟料的烧成煤耗。
本发明还提供了上述方案所述水泥生料助磨剂的制备方法。本发明提供的制备方法步骤简单，容易操作，适合工业化生产。
本发明还提供了上述方案所述水泥生料助磨剂在水泥生料粉磨中的应用。本发明实施例的数据表明，本发明提供的水泥生料助磨剂不仅可以有效提高生料的粉磨效率，使磨机产量提高4％以上，还可以改善生料易烧性，在保证水泥熟料质量的前提下，有效降低熟料烧成煤耗，熟料烧成标准煤耗的减少量为3～5kg/t。
具体实施方式
本发明提供了一种水泥生料助磨剂，由包括以下质量百分含量的组分制备得到：
Figure BDA0003502754540000031
如无特殊说明，本发明使用的制备组分均为市售。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥生料助磨剂的制备组分包括有机酸盐10～25％，优选为13～23％，更优选为15～21％，进一步优选为19％。在本发明中，所述有机酸盐的相对分子量优选为2000～3000，更优选为2200～2800，进一步优选为2300～2600。在本发明中，所述有机酸盐优选包括阴离子型纤维素醚，所述阴离子型纤维素醚优选包括羧甲基纤维素钠或羧甲基淀粉钠。在本发明中，水泥生料中含有强度较高且结晶致密的原料组分或成分，如石灰石中的二氧化硅、高硅质砂岩等。它们的晶格能大，结构被破坏时所需能量也大，并且微裂纹的自动愈合能力强，因此，不易粉碎细化，容易形成硬质粗大的颗粒。而硬质粗大的颗粒一方面不易细化，增加生料粉磨时的能耗，同时煅烧时的活性较差，易烧性低。在本发明中，上述种类的有机酸盐均为离子型表面活性物质，有机酸盐中的阴离子基团可以定向吸附于物料微裂纹表面，一方面可促进颗粒的结构破坏从而实现其细化，另一方面，吸附了极性阴离子基团的微裂纹表面由于静电荷的中和作用，其裂纹愈合的趋势大大减弱，从而有助于提高颗粒的高温反应活性，改善其易烧性。此外，有机酸盐溶入水后形成的金属离子在熟料煅烧过程中具有增大液相量及降低液相黏度的作用，可以进一步降低熟料煅烧时的能耗。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥生料助磨剂的制备组分包括聚合酯11～24％，优选为13～22％，更优选为15～19％，进一步优选为17～19％。在本发明中，所述聚合酯的相对分子量优选为300～800，更优选400～700，进一步优选为500～650。在本发明中，所述聚合酯优选包括蔗糖脂肪酸酯或甘油硬脂酸酯柠檬酸酯。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥生料助磨剂的制备组分包括多聚醇9～16％，优选为11～16％，更优选为13～16％，进一步优选为13～15％。在本发明中，所述多聚醇的相对分子量优选为700～2200，更优选800～1800，进一步优选为1000～1500。在本发明中，所述多聚醇优选包括聚乙二醇或聚丙二醇。
在本发明中，水泥生料中石灰石占比最大，约80％左右。石灰石强度较低，相对易磨，但微细石灰石颗粒黏附性较强，会强烈吸附于大颗粒表面，阻碍粗颗粒的进一步粉碎。在本发明中，所述聚合酯和多聚醇均为表面活性物质，具有良好的分散作用，可以有效避免微细颗粒的团聚和微细颗粒在粗颗粒表面的聚附，使微细颗粒快速离开粉碎区，减少了过粉磨；另一方面，由于微细颗粒离开了粉碎区，使磨机的粉碎作用更有效地作用在粗颗粒上，增大了磨机的有用功率，使生料的整体粒度变细，减少了0.08mm和0.2mm的筛余。此外，聚合酯和多聚醇在熟料煅烧时会释放一部分热量，代替相应质量的燃煤释放的能量，从而减少煤耗。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥生料助磨剂的制备组分包括稀土稳定剂2％～5％，优选为2～4.5％，更优选为2.5～4％，进一步优选为2.7～3.5％。在本发明中，所述稀土稳定剂优选为稀土氧化物，所述稀土氧化物优选包括纳米La2O3或纳米CeO2。在本发明中，所述稀土稳定剂可以保证生料助磨剂始终保持均匀、稳定的液体状态，避免分层、离析等，保证性能稳定，同时，稳定剂中的稀土元素有助于减小矿石原料的断裂能量壁垒，以及降低熟料煅烧过程中的矿物反应活化能，从而降低熟料烧成温度、加快高温固相反应速率。
以质量百分含量计，本发明提供的水泥生料助磨剂的制备组分包括去离子水45％～60％，优选为45～57％，更优选为47～55％，进一步优选为50～53％。由于现有助磨剂的专利中一般采用自来水作为溶解其他组分的介质，但自来水中往往含有多种杂质离子，这些离子在与其他助磨剂组分进行搅拌混合时，会发生多种复杂的化学反应并形成杂质。这些杂质的存在不仅会降低助磨剂的有效成分含量，还会造成助磨剂计量泵堵塞，导致助磨剂计量失准，影响水泥的生产。因此，本发明优选采用去离子水作为溶解其他组分的介质。在本发明中，所述水泥生料助磨剂的pH值优选为8.0～10.0。
本发明还提供了上述方案所述水泥生料助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
将去离子水、有机酸盐、聚合酯、多聚醇和稀土稳定剂混合，得到水泥生料助磨剂。
在本发明中，所述水、有机酸盐、聚合酯、多聚醇和稀土稳定剂混合的方法优选包括：
在室温下，将有机酸盐加入去离子水中进行第一混合，得到第一混合物；
将聚合酯加入所述第一混合物中进行第二混合，得到第二混合物；
将多聚醇加入所述第二混合物中进行第三混合，得到第三混合物；
将稀土稳定剂加入所述第三混合物中进行第四混合，得到第四混合物；
将第四混合物升温进行第五混合，得到水泥生料助磨剂。
在本发明中，优选将精确计量的去离子水注入反应釜，之后将精确计量的有机酸盐缓慢加入去离子水中。在本发明中，所述第一混合的方式优选为搅拌，所述搅拌的速度优选为15～20r/min，更优选为17～20r/min，进一步优选为18～20r/min，所述搅拌的时间优选为30～40min，更优选为33～40min，进一步优选为35～40min。在本发明中，所述第二混合、第三混合和第四混合的方式均优选为搅拌，所述搅拌的速度独立地优选为15～20r/min，更优选17～20r/min，进一步优选为18～20r/min，所述搅拌的时间独立地优选为5～10min，更优选为7～10min，进一步优选为8～10min。
本发明优选按照特定顺序将各组分依次混合得到第四混合物，有利于各组分充分混合，使助磨剂的性质稳定。
在本发明中，所述第五混合优选在反应釜中进行，所述第五混合的温度优选55～65℃，更优选为55～62℃，所述第五混合的方式优选为搅拌，所述搅拌的速度优选为20～30r/min，时间优选为40～60min，更优选为45～60min，进一步优选为50～55min。本发明优选将第五混合的温度、搅拌速度和时间控制在上述范围内，有利于使各组分均化，以保证助磨剂中各组分混合更加均匀，整体性能更加稳定。
本发明中在反应完毕后优选将制备得到的助磨剂冷却至室温，通过液体泵装罐得到成品。
本发明还提供了上述方案所述水泥生料助磨剂或上述方案所述制备方法制备水泥生料助磨剂在水泥生料粉磨中的应用，所述水泥生料助磨剂的掺入质量优选为水泥生料总质量的1.2‰～1.5‰，更优选为1.2‰～1.3‰。本发明对所述水泥生料助磨剂的具体应用方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
下述实施例中，水泥物理性能检验均采用以下国家标准：
水泥(生料)细度检验方法筛析法(GB/T 1345-2005)；
熟料f-CaO含量测定方法(GB/T 176-2008)；
水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法(GB/T 1346-2005)；
水泥胶砂流动度试验标准(GB/T 2419-2005)；
水泥胶砂强度检验方法(GB/T 17671-1999)。
实施例1
实验设备为本技术领域常规水泥试验磨机，规格为：Ф500×500mm。
(1)模拟华润集团某水泥公司的水泥生料情况，其配合比为：
石灰石：砂岩：粉煤灰：铁矿石＝78.4：9.3：8.6：3.7。
(2)制备水泥生料助磨剂，以质量百分含量计，组分及配比如下，所得水泥生料助磨剂记为HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂：
A：羧甲基纤维素钠10％；蔗糖脂肪酸酯24％；聚乙二醇9％；稳定剂5％；去离子水52％；
B：羧甲基纤维素钠18％；蔗糖脂肪酸酯17％；聚乙二醇12％；稳定剂3.5％；去离子水49.5％；
C：羧甲基纤维素钠25％；蔗糖脂肪酸酯11％；聚乙二醇16％；稳定剂2％；去离子水46％；
其中，蔗糖脂肪酸酯的相对分子量为608.76，聚乙二醇的相对分子量为1500，稳定剂为纳米La2O3。
制备方法具体为：
将精确计量的常温去离子水注入反应釜；
将精确计量的羧甲基纤维素钠缓缓加入去离子水中，在反应釜内搅拌35min，搅拌速度为20r/min，得到第一混合物；
向第一混合物中加入蔗糖脂肪酸酯搅拌8min，搅拌速度为15r/min；得到第二混合物；
向第二混合物中加入聚乙二醇搅拌8min，搅拌速度为18r/min，得到第三混合物；
向第三混合物中加入稳定剂搅拌8min，搅拌速度为20r/min，得到第四混合物；
将第四混合物的温度升至60℃，以25r/min的速度搅拌并反应50min；自然冷却至室温后得到生料助磨剂。
按上述生料配合比计量配合后粉磨18min作为空白试样，试样号为S0。
加入市售的LBT-A型常规水泥生料助磨剂(掺入量为1.5‰，株洲宏信科技发展有限公司的市售产品)，按上述生料配合比计量配合后粉磨18min作为对比试样1，试样号为S1。
加入实施例1制备得到的HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂(掺入量为1.2‰)，按上述生料配合比计量配合后粉磨18min，得到试样C1、C2和C3，配比为A、B、C时对应的试样号分别为C1、C2、C3。
按上述国家标准测定生料的细度。测定结果见表1。
表1掺加不同水泥生料助磨剂的水泥生料细度
Figure BDA0003502754540000081
从表1可以看出：
(1)与空白样S0相比，掺加LBT-A型水泥生料助磨剂的试样的80μm筛余降低幅度为20.18％；掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的三个试样的80μm筛余也显著降低，平均降低18.70％左右；
(2)与空白样S0相比，掺加LBT-A型水泥生料助磨剂的试样的200μm筛余降低幅度为7.37％；掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的三个试样的200μm筛余也明显降低，平均降低5.5％左右。
(3)与空白样S0相比，掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的三个试样＜3μm的颗粒含量显著降低，平均降低19.50％左右；与掺加LBT-A型水泥生料助磨剂的试样＜3μm的颗粒含量相比差别不大。
上述结果表明，本发明制备得到的水泥生料助磨剂在添加量小于常规水泥助磨剂的条件下，其助磨效果和常规助磨剂相当，并且可以有效减少物料过粉磨现象，从而有效降低粉磨电耗，显著提高水泥生料的粉磨效率。
实施例2
制备水泥生料助磨剂，以质量百分含量计，组分及配比如下，所得水泥生料助磨剂记为HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂：
A.羧甲基淀粉钠10％；甘油硬脂酸酯柠檬酸酯24％；聚丙二醇9％；稳定剂5％；去离子水52％；
B.羧甲基淀粉钠18％；甘油硬脂酸酯柠檬酸酯17％；聚丙二醇12％；稳定剂3.5％；去离子水49.5％；
C.羧甲基淀粉钠25％；甘油硬脂酸酯柠檬酸酯11％；聚丙二醇16％；稳定剂2％；去离子水46％。
其中，甘油硬脂酸酯柠檬酸酯的相对分子量为550，聚丙二醇的相对分子量为1025，稳定剂为纳米CeO2。
加入实施例2制备得到的HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂(掺入量为1.2‰)，按上述生料配合比计量配合后粉磨18min，得到试样A1、A2和A3，配比为A、B、C时对应的试样号分别为样A1、A2、A3。
其余实验条件同实施例1。
按上述国家标准测定生料的细度。测定结果见表2。
表2掺加不同水泥生料助磨剂的水泥生料细度
Figure BDA0003502754540000091
从表2可以看出：
(1)与空白样S0相比，掺加HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂的三个试样的80μm筛余显著降低，平均降低18.26％，降低幅度略小于LBT-A型水泥生料助磨剂。
(2)与空白样S0相比，掺加HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂的三个试样的200μm筛余明显降低，平均降低4.21％，降低幅度稍小于LBT-A型水泥生料助磨剂。
(3)与空白样相比，掺加HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂的三个试样＜3μm的颗粒含量显著降低，平均降低18.53％；掺加LBT-A型水泥生料助磨剂的试样＜3μm的颗粒含量略低，但相差不大。
上述结果表明，本发明制备得到的水泥生料助磨剂在添加量小于常规水泥助磨剂的条件下，其助磨效果和常规助磨剂相当，并且可以有效减少物料过粉磨现象，从而有效降低粉磨电耗，显著提高水泥生料的粉磨效率。
实施例1和实施例2的实验结果表明，本发明制备得到的水泥生料助磨剂均可以显著提高水泥生料的粉磨效率。
实施例3
本实施例采用的粉磨系统为华润集团某水泥公司TRM5413立磨水泥生料粉磨系统。
水泥生料的组分和配比同实施例1。
采用实施例1制备得到的HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂。
按上述水泥生料配合比计量配合后进入立磨生料粉磨系统连续粉磨72h，取其平均混合样作为空白试样，试样号为HL0。
加入市售的LBT-A型常规水泥生料助磨剂(掺入量为1.5‰)，按上述生料配合比计量配合后粉磨72h作为对比试样1，试样号为HL1。
加入实施例1制备得到的HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂(掺入量为1.5‰)，按上述生料配合比计量配合后粉磨72h，得到试样HL2、HL3和HL4，配比为A、B、C时对应的试样号分别为HL2、HL3、HL4。
按上述国家标准测定生料的细度。生料细度、磨机产量及生料粉磨电耗等的测定结果见表3。同期的水泥熟料质量及烧成煤耗测定结果见表4。
表3实施例3不同助磨剂的(立磨)生料细度、磨机产量及粉磨电耗测定结果
Figure BDA0003502754540000101
Figure BDA0003502754540000111
表4实施例3不同生料助磨剂(立磨)的水泥熟料产、质量及烧成煤耗测定结果
Figure BDA0003502754540000112
表3和表4的数据表明：
(1)与空白试样HL0相比，掺加LBT-A型常规水泥生料助磨剂的试样60μm筛余降低了2.41％，掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的3个试样60μm筛余变化不大，平均降低约1个百分点；掺加LBT-A型常规水泥生料助磨剂的试样200μm筛余降低较明显(27.27％)；掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的3个试样200μm筛余平均降低20.45％。由于掺入助磨剂的试样大颗粒含量明显减少，有助于降低熟料f-CaO含量，熟料f-CaO含量合格率试验结果有力证明了这一点。
(2)与空白试样HL0相比，掺加LBT-A型常规水泥生料助磨剂的磨机产量提高了4.37％，相应地生料粉磨电耗降低了6.00％；掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂后，磨机产量提高了4.09％，相应地生料粉磨电耗降低了5.02％。
(3)与空白试样HL0相比，掺加LBT-A型水泥生料助磨剂后，熟料产量和熟料强度均稍有提高，熟料烧成标准煤耗略有降低；掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的熟料产量平均提高提高了1.38％；熟料标准煤耗降低了近1％。
(4)与空白试样相比，掺加LBT-A型水泥生料助磨剂后，熟料f-CaO含量合格率提高了9.67个百分点，熟料的3d和28d抗压强度基本相同；掺加HX-SZY-I01水泥生料助磨剂后，熟料f-CaO含量合格率平均提高了15个百分点；熟料的3d和28d抗压强度稍有提高。
上述试验结果表明，LBT-A型水泥生料助磨剂的助磨效果略优于HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂，但前者的助烧性能不及后者；在熟料早期和后期强度稍有提高的前提下，掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂既可明显提高生料粉磨效率和熟料产量，同时，还可有效降低熟料烧成煤耗。
实施例4
将实施例3中的HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂替换为实施例2制备得到的HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂。加入HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂(掺入量为1.5‰)，得到的试样分别为HL5、HL6和HL7，配比为A、B、C时对应的试样号分别为HL5、HL6、HL7。
其余实验条件同实施例3。
按上述国家标准测定生料的细度。生料细度、磨机产量及生料粉磨电耗等的测定结果见表5。同期的水泥熟料质量及烧成煤耗测定结果见表6。
表5实施例4不同生料助磨剂的(立磨)生料细度、磨机产量及粉磨电耗测定结果
序号 60μm筛余/％ 200μm筛余/％ 磨机产量/t/h 粉磨电耗/kWh/t
HL<sub>0</sub> 26.61 2.2 397.74 15.34
HL<sub>1</sub> 24.20 1.6 415.13 14.42
HL<sub>5</sub> 25.49 1.7 414.37 14.50
HL<sub>6</sub> 25.42 1.8 414.18 14.48
HL<sub>7</sub> 25.47 1.7 413.26 14.55
表6实施例4不同生料助磨剂(立磨)的水泥熟料产、质量及烧成煤耗测定结果
Figure BDA0003502754540000121
Figure BDA0003502754540000131
表5和6的数据表明，掺加HX-SZY-I02型生料助磨剂的生料磨机产量、生料细度、水泥熟料产、质量及烧成煤耗等测定结果与掺加HX-SZY-I01型生料助磨剂的情形基本相近。
立磨生料粉磨试验结果证明，LBT-A型常规水泥生料助磨剂的助磨效果稍优于二种多功能型水泥生料助磨剂，但其助烧性能不及后者；在熟料早期强度和后期强度稍有提高的前提下，掺加HX-SZY-I02水泥生料助磨剂既可明显提高生料粉磨效率和熟料产量，同时，还可有效降低熟料烧成煤耗。
实施例5
本实施例采用的粉磨系统为华润集团某水泥公司华润集团某水泥公司Φ1800×1200辊磨水泥生料终粉磨系统。
其生料的组分及配合比为：石灰石:高硅:低硅:钢渣＝82.3:11:3:3.7。
按上述水泥生料配合比计量配合后进入辊磨生料粉磨系统连续粉磨72h，取其平均混合样作为空白试样，试样号为HG0。
采用实施例1制备得到的HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂。
加入市售的LBT-A型常规水泥生料助磨剂(掺入量为1.5‰)，按上述生料配合比计量配合后粉磨72h作为对比试样1，试样号为HG1。
加入实施1制备得到的HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂(掺入量为1.5‰),按上述生料配合比计量配合后粉磨72h，得到试样HG2、HG3和HG4，配比为A、B、C时对应的试样号分别为HG2、HG2、HG2。
按上述国家标准测定生料的细度。生料细度、磨机产量及生料粉磨电耗等的测定结果见表7。同期的水泥熟料质量及烧成煤耗测定结果见表8。
表7实施例5不同生料助磨剂的(辊磨)生料细度、磨机产量及粉磨电耗测定结果
Figure BDA0003502754540000132
Figure BDA0003502754540000141
表8实施例5不同生料助磨剂(辊磨)的水泥熟料产、质量及烧成煤耗测定结果
Figure BDA0003502754540000142
表7和表8的数据表明：
(1)与空白试样相比，掺加LBT-A型常规水泥生料助磨剂的试样80μm筛余降低了1.89个百分点，掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的3个试样80μm筛余平均降低1个百分点；掺加LBT-A型常规水泥生料助磨剂的试样200μm筛余降低较明显(0.5个百分点)，掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的3个试样200μm筛余平均降低0.3个百分点。由于掺助磨剂的试样大颗粒含量明显减少，有助于降低熟料f-CaO含量，熟料f-CaO含量合格率试验结果有力证明了这一点。
(2)与空白试样相比，掺加LBT-A型常规水泥生料助磨剂的磨机产量提高了4.54％，相应地生料粉磨电耗降低了4.15％；掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂后，磨机产量平均提高了4.09％，相应地，生料粉磨电耗降低了2.94％。
(3)与空白试样相比，掺加LBT-A型水泥生料助磨剂后，熟料产量和熟料强度均稍有提高，熟料烧成标准煤耗略有降低；掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的熟料产量平均提高了1.97％；熟料标准煤耗降低了2.7kg/t熟料，降幅为2.62％。
(4)与空白试样相比，掺加LBT-A型水泥生料助磨剂后，熟料f-CaO含量略有降低(0.18个百分点)，熟料的3d和28d抗压强度无多大变化；掺加HX-SZY-I01水泥生料助磨剂后，熟料f-CaO含量降低了0.45个百分点，降幅达32.61％；熟料的3d和28d抗压强度提高1MPa多。
试验结果证明，HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂的助磨效果稍逊于LBT-A型水泥生料助磨剂，但其助烧性能优于后者。在熟料早期和后期强度稍有提高的前提下，掺加HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂既可明显提高生料粉磨效率和熟料产量，同时，还可有效降低熟料烧成煤耗。
实施例6
将实施例5中的HX-SZY-I01型水泥生料助磨剂替换为实施例2制备得到的HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂。加入HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂(掺入量为1.5‰)，得到的试样分别为HG5、HG6和HL7，配比为A、B、C时对应的试样号分别为HG5、HG6、HG7。
其余实验条件同实施例5。
按上述国家标准测定生料的细度。生料细度、磨机产量及生料粉磨电耗等的测定结果见表9。同期的水泥熟料质量及烧成煤耗测定结果见表10。
表9实施例6不同生料助磨剂的(辊磨)生料细度、磨机产量及粉磨电耗测定结果
序号 80μm筛余/％ 200μm筛余/％ 磨机产量/t/h 粉磨电耗/kWh/t
HG<sub>0</sub> 22.20 2.5 378.56 15.42
HG<sub>1</sub> 20.31 2.0 395.75 14.78
HG<sub>5</sub> 20.86 2.2 394.91 14.88
HG<sub>6</sub> 20.79 2.1 394.74 14.93
HG<sub>7</sub> 20.77 2.1 395.11 14.85
表10实施例6不同生料助磨剂(辊磨)的水泥熟料产、质量及烧成煤耗测定结果
Figure BDA0003502754540000151
Figure BDA0003502754540000161
表9和表10的数据表明：
(1)与空白试样相比，掺加LBT-A型常规水泥生料助磨剂的试样80μm筛余降低了1.89％，掺加HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂的3个试样80μm筛余平均降低1.4个百分点；掺加LBT-A型常规水泥生料助磨剂的试样200μm筛余降低较明显(0.5个百分点)，掺加HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂的3个试样200μm筛余平均降低0.4个百分点。
(2)与空白试样相比，掺加LBT-A型常规水泥生料助磨剂的磨机产量提高了4.54％，相应地生料粉磨电耗降低了4.15％；掺加HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂后，磨机产量平均提高了4.32％，相应地生料粉磨电耗降低了3.49％。
(3)与空白试样相比，掺加LBT-A型水泥生料助磨剂后，熟料产量和熟料强度均稍有提高，熟料烧成标准煤耗略有降低(1.25kg/t熟料)；掺加HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂的熟料产量平均提高了2.35％；熟料标准煤耗平均降低了3.34kg/t熟料，降幅达3.24％。
(4)与空白试样相比，掺加LBT-A型水泥生料助磨剂后，熟料f-CaO含量略有降低(0.18个百分点)，熟料的3d和28d抗压强度无多大变化；掺加HX-SZY-I01水泥生料助磨剂后，熟料f-CaO含量降低了0.48个百分点，降幅达34.78％；熟料的3d和28d抗压强度提高1MPa多。
试验结果表明，HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂的助磨效果稍逊于LBT-A型水泥生料助磨剂，但其助烧性能优于后者。在熟料早期和后期强度稍有提高的前提下，掺加HX-SZY-I02型水泥生料助磨剂既可明显提高生料粉磨效率和熟料产量，同时，还可有效降低熟料烧成煤耗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种水泥生料助磨剂，其特征在于，由以下质量百分含量的组分制备得到：
有机酸盐 10%~25%；
聚合酯 11%~24%；
多聚醇 9%~16%；
稀土稳定剂 2%~5%；
去离子水 45%~60%；
所述有机酸盐为羧甲基纤维素钠或羧甲基淀粉钠，所述聚合酯为蔗糖脂肪酸酯或甘油硬脂酸酯柠檬酸酯，所述多聚醇为聚乙二醇或聚丙二醇，所述稀土稳定剂为纳米La2O3或纳米CeO2。
2.权利要求1所述水泥生料助磨剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将去离子水、有机酸盐、聚合酯、多聚醇和稀土稳定剂混合，得到水泥生料助磨剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水、有机酸盐、聚合酯、多聚醇和稀土稳定剂混合的方法具体包括：
在室温下，将有机酸盐加入去离子水中进行第一混合，得到第一混合物；
将聚合酯加入所述第一混合物中进行第二混合，得到第二混合物；
将多聚醇加入所述第二混合物中进行第三混合，得到第三混合物；
将稀土稳定剂加入所述第三混合物中进行第四混合，得到第四混合物；
将第四混合物升温进行第五混合，得到水泥生料助磨剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合的方式为搅拌，所述搅拌的速度为15～20r/min，时间为30～40min，所述第二混合、第三混合和第四混合的方式均为搅拌，所述搅拌的速度独立地为15～20r/min，时间独立地为5～10min。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第五混合的温度为55～65℃，所述第五混合的方式为搅拌，所述搅拌的速度为20～30r/min，时间为40～60min。
6.权利要求1所述水泥生料助磨剂或权利要求2～5任意一项所述制备方法制备的水泥生料助磨剂在水泥生料粉磨中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述水泥生料助磨剂的掺入质量为水泥生料总质量的1.2‰～1.5‰。
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