Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X
ИФ РИНЦ = 0,281

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕНСИФИЦИРУЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДОБАВОК НА ПОМОЛ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА

Стронин А.А. 1 Щелокова Л.С. 1
1 Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
При сухом способе производства цемента, доля электроэнергии, идущая на измельчение клинкера, составляет от 30 до 40%. Следовательно, одним из способов снижения энергозатрат является введение к измельчаемому материалу интенсификаторов помола, позволяющих снижать поверхностное натяжение на границе «твердое тело – газ», тем самым облегчать процесс помола, что в конечном итоге приведет к снижению времени помола. При добавлении к клинкеру таких добавок, молекулы последних адсорбируются на поверхности частиц материала, и при наличии у них трещин, перемещаются к их устью, создавая в трещинах давление двухмерного газа. Адсорбированные на поверхности молекулы интенсификаторов помола, создают мономолекулярный слой, который экранирует поверхностные заряды, тем самым снижая степень агрегирования частиц материала и налипания их на поверхности мелющих тел и бронефутеровку. Все выше описанные положительные стороны использования добавок приводит к существенному сокращению времени помола цемента, а следовательно к экономии электроэнергии шаровой мельницей.
портландцементный клинкер
помол клинкера
интенсификаторы помола
удельная поверхность
1. Абрамзон А. А. Поверхностно-активные вещества. Свойства и применение/ А. А. Абрамзон. – Л.: «Химия», 1975. – 248 с.
2. Борисов И.Н., Злобин И.А., Мандрикова О.С., Dr. Zysk K.-H. Влияние вида применяемого помольного агрегата на гранулометрический состав продукта // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2014. – №5. – С. 164-168.
3. Бояршинов, Е.Г. Поверхностно-активные вещества для интенсификации процесса помола клинкера. Красноярск, 1965
4. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. Учебник для вузов / Под ред. Тимашева В.В. – М.: Высшая школа, 1980. – 472 с.
5. Карибаев К. К. Поверхностно-активные вещества в производстве вяжущих материалов /Алма – Ата: «Наука», 1980. – 336 с.
6. Классен. В. К. Технология и оптимизация производства цемента: краткий курс лекций: учеб.пособие / В. К. Классен. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2012. – 308с.
7. Кудеярова Н.П., Ломаченко Д.В. Оптимизация помола доменного гранулированного шлака с использованием интенсификаторов помола / Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 5. С. 232-234.

Европейские, а также построенные в последнее время российские цементные заводы, работают по сухому способу производства цемента. Одним из недостатков которого перед мокрым способом является очень высокие энергозатраты, связанные с процессом измельчения материалов в шаровых мельницах, имеющих сравнительно малый КПД не превышающий 3,5% [5].

Помимо всего прочего цементный клинкер обладает малой размолоспособностью, что также приводит к увеличению электропотребления всем предприятием [3]. Отсюда, можно сделать вывод, что необходимо сокращать расход электроэнергии. Этого можно добиться, используя интенсификаторы помола, добавляемые к материалу при его помоле. Интенсификаторы помола кроме того, увеличивают текучесть материала, что приводит к снижениям нагрузок на аспирационных вентиляторах, тем самым снижая электропотребление связанное с транспортировкой материала [1, 4].

Еще одной положительной стороной введения интенсификаторов помола является уменьшение слеживаемости и предотвращение снижения активности цемента при хранении [2].

Целью работы было исследование эффективности действия добавок ТS и ТС, выпускаемых ООО «Синтез ОКА» при измельчении клинкера ЗАО «Белгородский цемент».

Вначале в лабораторной мельнице (объемом 1 литр) измельчали клинкер с природным гипсом (в количестве 3% по массе) без использования интенсификаторов помола. Время помола до удельной поверхности цемента около 300 м2/кг принимали за контрольное, с которым в последующем сравнивали полученные результаты помола клинкера при использованием пластификаторов.

Добавку ТS вводили в следующих концентрациях: 0,025%; 0,05% и 0,1% от массы загружаемого в мельницу материала (клинкера и природного гипса), добавку ТС – 0,025%; 0,05%; 0,1% и 0,15%.

При проведении каждого помола через каждые 10 мин. отбирали пробу измельченного материала в количестве 10 г и определяли степень помола по удельной поверхности методом воздухопроницаемости на приборе ПМЦ–500. Процесс измельчения материала останавливали, когда удельная поверхность цемента достигала ~300 м2/кг. Полученные результаты представлены в виде гистограммы на рис. 1, 2.

Рис. 1. Зависимость удельной поверхности цемента от времени помола при использовании интенсификатора помола ТS

Пластификатор помола ТS проявил себя пассивно независимо от его массовой доли, добавленной к материалу, при его использовании не наблюдалось сокращения времени помола цемента по сравнению с контрольным. В итоге при использовании добавки ТS для измельчения цемента до удельной поверхности 300 м2/кг, потребовалось около 40 мин, за это же время и до такой же удельной поверхности измельчается цемент без использования пластификатора. Следовательно, использование данной добавки приизмельчения клинкера ЗАО «Белгородский цемент» нецелесообразно.

Пластификатор помола ТС проявил себя по сравнению с ТS эффективнее. При добавлении к измельчаемому материалу добавки в количестве 0,025% (по масс.) за 40 мин помола его удельная поверхность достигла 357,91 м2/кг, в то время как у контрольного образца за то же время удельная поверхность составила 301,1 м2/кг (рис. 2).

Хотя втечение 30 мин помолана каждой стадии отборы пробы было установлено, что удельные поверхности цемента с применением добавки ТС (0,025% по массе) и контрольного образца мало отличались. Скачок в изменении удельной поверхности наблюдался лишь в интервале измельчения от 30 до 40 мин.

Рис. 2. Зависимость удельной поверхности цемента от времени помола при использовании интенсификатора помола ТС

При добавлении к цементу интенсификатора помола ТS в больших количествах не приводило к интенсификации процесса его измельчения, т.к. на всех стадиях определения тонкости помола разница между удельными поверхностями была незначительна.

Из проведенных исследований можно сделать заключение, что для сокращения времени помола белгородского клинкера в шаровой мельнице, необходимо к измельчаемому цементу добавлять интенсификатор помола ТС в количестве 0,025% (по массе). Применение с той же целью добавки ТS нецелесообразно.


Библиографическая ссылка

Стронин А.А., Щелокова Л.С. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕНСИФИЦИРУЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДОБАВОК НА ПОМОЛ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 2.;
URL: http://www.eduherald.ru/ru/article/view?id=14362 (дата обращения: 13.12.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252