0 引言
礦渣粉的應用主要有兩種形式：一種是與水泥共同粉磨或分開粉磨再混合生產高摻量的礦渣水泥，另一種是直接加在混凝土中作為摻合料。起初，礦渣粉只能作為惰性填充料。粉體工業的發展，使礦渣粉的微細化成為可能。國內外大量研究表明：礦渣粉的微細化更能充分發揮礦渣粉的潛能。對于勃氏比表面積≥450m2/kg的礦渣粉不僅可以提高水泥的替代量，還可以大大改善所配制高性能混凝土( HPC)的特性。
礦渣的深加工使其價值倍增，根據對北京市場的調研顯示：礦渣原料約60元／t，而磨細到比表面積≥450m2/kg，價格約為250元／t。比表面積每增加1 m2/kg，價格約增加0.1元/kg，可見超細礦渣經濟效益異常明顯。而傳統的超細礦渣生產大多使用球磨機，由于礦渣本身的特性以及球磨機固有的缺點，雖然能生產出比表面積450m2/kg的礦渣粉，但存在能耗高，噪音大，磨損高等缺點。為此本文嘗試采用PDM型立磨來生產超細礦渣。
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1、新工藝的工藝流程
礦渣超細粉磨流程圖見圖1。
2、工藝特點
該工藝與傳統球磨工藝的差別主要體現在以下幾個方面。
2.1 采用PDM型立磨取代原有的球磨機
PDM型立磨是集粉碎、烘干、分級于一體的粉磨分級系統，在國內外原有立磨的基礎上增設了動態分級系統。該動態分級系統是利用強制渦流和空氣整流理論研制開發的一種高精度分級設備。物料在進入分級區前與空氣混合，由氣力送至分級區。在分級區有一垂直安裝的多轉子分級輪高速旋轉，在其周圍形成一個強烈的渦流流場，粉體顆粒在流場中受到分級氣流的滯帶阻力和離心力的雙重作用，細顆粒受到的阻力大于離心力，作向心運動，從而穿過分級輪的葉片由排氣管送出機外，通過收集器捕集為成品；粗顆粒則被甩至筒壁，落到粉磨工作區進行二次粉磨。分級系統采用變頻調速調整產品粒徑，產品細度可以在200~ 2500目之間任意調節。動態分級系統與立磨的結合可以使立磨向微細化發展。
立磨是以滾壓原理對物料進行粉磨的，由于磨輥與磨盤之間存在速度差，故在輥壓的同時進行研磨。磨輥和磨盤的材質和結構是決定粉磨最重要的因素。在結構方式上如圖2中的圖d由于磨損而限制了立磨的適用范圍，基于此磨輥和磨盤的材質選擇高釩合金，高釩合金的高耐磨性（硬度在8左右）大大減少了磨損，延長了使用周期。
2.2離線清灰收塵器
收塵器采用美國公司引進的PPC氣箱噴吹袋式收塵器，該收塵器采用離線清灰，入口質量分數大，收塵效率高，可達99.99%，具有極大的環保效應。
2.3石膏與外加劑的加入
石膏的摻入有兩種作用：一是可以使礦渣的粉磨效率提高10%左右，二是可以作為礦渣激發劑。
3立磨工藝與球磨工藝的性能對比
表1是一個∮2. 2m×7m的礦渣球磨與PDM1500型立磨粉磨礦渣性能比較。
表1中比表面積是勃氏比表面積，入磨物料允許最大尺寸可以由下列公式計算
d= 0.05 D。
其中：d-允許最大入料直徑，mm;
D-一磨輥直徑，mm。
由表1可知，在產品比表面積相當的情況下，PDM1500立磨粉磨工藝具有以下優點：
(1)立磨電耗比球磨機節省33.6%左右；
(2) PDM立磨集粉磨、烘干、分級于一體，減少了選粉和烘干設備和土建的投資，工藝簡單、占地面積少；
(3)金屬磨耗少、產品純度高。
4、不同工藝生產的超細礦渣性能比較
在比表面積相當的情況下，礦渣的粒度及其粒度分布對超細礦渣性能的影響很大。兩種工藝所生產的礦渣性能及由此配制的混凝土的性能比較見表2。
表2說明球磨和立磨生產的超細礦渣的粒度和粒度分布相近，而立磨產品比球磨產品更細，活性指數和由此配制的混凝土抗壓強度兩者相差不大。由于立磨生產的礦渣粒度較球磨機生產的礦渣細顆粒更多，因此其水化速度快，早期強度大，而28天強度則相差不大。
蒙沂菲爾德曾提出粉體堆積的理論，如礦粉的平均粒徑處于水泥平均粒徑的0. 414時可得到最緊密堆積，而緊密堆積的前提是假設顆粒是球體。通過對兩者的形貌進行觀察發現，兩者的球形度相當。
5、結論
(1)PDM型立磨代替球磨機生產超細礦渣是可行的。
(2)該礦渣粉磨新工藝與傳統礦渣生產工藝相比具有以下優點：
①工藝流程簡單，自動化程度高；
②節省能耗，保護環境；
③石膏和助劑的加入起到提高粉磨效率和激發礦渣的活性雙重功效。
(3)PDM型立磨的動態分級系統與高效收塵系統相結合可以使超細微粉生產的大型化成為可能。
