礦渣微粉的應用及生產工藝設計淺析

李鵬林

（南京韜恒工業科技有限公司， 江蘇 南京 211102）

當下，我國鋼鐵冶煉行業取得較優良的發展成績，但是該行業在發展過程中在環境與制造工藝等多種因素的共同作用下，冶煉作業中產生以大量礦渣為主要原料進入水泥生產作業中，演變成重要的一種原材料類型，為提升資源應用的有效性與合理性，礦渣微粉技術被開發與推廣應用，加強對礦渣微粉技術工藝改造，是不同提升資源有效利用率的有效方法。

1 礦渣微粉概述

礦渣微粉為把煉鐵高爐排出的水淬礦渣整合少量助磨劑，經歷超細粉磨后獲得一種粉末狀產品，為現代建筑工程施工期間一種常用添加材料。應用于水泥相關材料的制備中，有助于強化水泥和其他材料之間的和易性，連續提升水泥的各項性能，大幅度提升水泥的使用效果，優化水泥的一些屬性，促使其在工程施工中體現出高性能。礦渣微粉為各國一致肯定的、具有優良性能的材料，在現實應用過程中體現出較好的粘合性，后期使用過程中強度較高，故此在建筑行業中應用范疇不斷拓展。

礦渣微粉技術的研發與應用，能明顯提升混凝土在使用過程中的強度，對其整體質量的提升有很大助益。另外，有資料記載，礦渣微粉技術對水泥混凝土的堿骨料反應能產生明顯的抑制作用，進而提升混凝土的耐久性。礦渣微粉技術還有助于減少或規避混凝土攪拌作業中反水現象的發生，改善水泥攪拌質量[1]。

2 礦渣微粉在實際中的應用意義

2.1 改善混凝土性能的機理

礦渣微粉中的化學成分以SiO2、Al2O3與CaO為主，具有超強的活性，將其混合至水泥混凝土中，SiO2、Al2O3可以和水泥內的C3S、C2S發生水化反應，促進水化硅酸鈣產物的形成，對水泥混凝土的縫隙產生良好的填充作用，明顯提升水泥混凝土的致密度，與此同時還能把強度相對較低的Ca（OH2晶體轉型為強度相對較高的水化硅酸鈣凝膠，進而促使水泥混凝土的多種性能都有明顯改善。

2.2 提升混凝土的實用性

在混凝土施工作業期間，需關注礦渣顆粒的整體狀態，而應用礦渣微粉能顯著增加混凝土在施工作業中的整體流動性，為各材料混合攪拌環節中各指標的相符性創造便利條件，整體材料在配制過程中也會體現出明顯優越性，維持相對較優良的狀態[2]。

2.3 強化施工工藝流程的簡潔性

礦渣微粉的生產工序較為簡單，從原材料的選購到微粉的生產作業，水泥廠只要使用較為常見的普通球磨機就可完成。但是在上述工序中，應加強對內部部分工序的調整，適量增加輔助性設備，將設備成本降至最低水平。礦渣微粉技術的應用，對混凝土的基本性能發揮良好的延伸作用，有助于提升工業廢渣的使用能力，積極貫徹落實環保理念。處理鋼鐵制造中的廢料，有助于簡化原材料的開發渠道，減縮中間環節，將更多的時間與精力投入到生產中，不斷提升資源開發的合理性與利用率，省略中間部分環節能明顯提升生產工藝的精簡性。

3 礦渣微粉生產工藝

3.1 工藝流程

在實踐中，多采用鏟車去運輸礦渣，將其配送到料場中的圓盤給料機受料點，使用斗式提升機將原料運送至烘干機上進行烘干處理，經烘干處理后的礦渣通過斗式提升機運輸到磨頭倉內，利用電子皮帶秤稱量原料的真實質量。在以上處理工序結束以后原料會被運送到球磨機，經粉磨處理后被運送至選粉機，選粉機篩分以后，粗粉再度被運送到磨機內，精心篩選磨粉后被采集的細粉納入至布袋除塵內，布袋除塵采集到的細粉用空氣運遞斜槽被運送到斗式提升機中，提升機最后把其運輸到成品倉庫中，而進入倉庫的產品通常用打包機進行包裝[3]。

3.2 工藝設計的特點及完善

3.2.1 開流磨改成圈流磨，提升生產效率：在原始的工藝生產作業中，粉磨系統是開流磨，其優勢為占地面積較小、運行成本較低等優勢，但是卻存在資源耗損量大、運行效率低的缺陷。在這樣的運行情境下圈流磨的使用提議得到了一致肯定。盡管在現實生產中，圈流磨的投入成本較高于開流磨，但其具備的很多優勢是開流磨不能及的：①降低能源消耗量；②生產效率相對較高，在相同的時間內產出量明顯多于開流磨。

3.2.2 完善了選粉機進料方案，減低了輔助工藝設備使用數目。若應用圈流磨模式將粉末整合至選粉設備內，可采用如下兩種方案：①把已經通過磨機處理的礦渣，在螺旋傳遞設備的協助下運送至斗式提升裝備中，繼而把其運送至選粉機內；②將已用磨機處理后的礦渣，通過布袋排塵設備尾部加設的風機直接把粉末礦渣傳送至相適應的設備內。以上兩種技術方案應用過程中最明顯的差別是第一種方案運行期間需有大量設備去協助，不僅要有螺旋傳遞機和斗式提升裝備的幫襯，還需預期相配套的除塵設備去輔助。而第二種方案在運行期間無需過多設備設施的參與，降低設備開發成本的同時，卻帶來一些負面影響，例如單純應用風機可能會造成能源消耗量增加，和第一種方案相比大概有 20%的增長點，但部分工作量會有所降低[4]。結合效率、成本等眾多因素，決定采用第二種方案。

3.3.3 露天布設除塵器系統，有利于降低工程造價成本。本工程在設計期間主要應用了限額設計思路，實質上就是在維護工藝技能水平和基本功能的基礎上，盡可能的降低資金投入量。依照常規設計思想，在廠房中安設微粉采集所用的布袋除塵器。但是由于本工程最初收粉系統也被安置在廠房內。故此在對工程設計時，為確保設計的科學性與施工作業的有效性，建議把除塵器、風機以露天的形式布設在平臺上，并對除塵器自體做適當處理，以實現降低工程建設投資的目標。3.3工程效益分析

在對工程建設整體分析后，發現礦渣微粉的造價達到了 500萬元，其可以被視為一項綜合治理項目，并且得到國家相關優惠政策的支撐。結合工程有關技術人員的計算數據，發現該工程的總利潤達到 35.20%，財務內部資金收益率為36.22%，大概經歷3.5年后才會返本[5]。綜合項目工程的相關數據，發現該工程在投運過程中基本上不會產生風險，多數投資者樂于接受。工程企業的各項財務治療均滿足并超出了國家的有關規定。

4 結束語

礦渣微粉技術可以被視為一類性能優良的粘合材料，在建筑行業中的應用能明顯改善水泥混凝土的性能，提升其實用性，合理應用優勢資源，協助施工單位優化建筑施工質量的同時，也幫助鋼鐵企業實現對三廢有效治理的目標。回顧本次的研究歷程，筆者也深刻認識到技術創新的意義，應加強開流磨、圈流磨等諸多技術的改進與優化，挖山技術體系，以將礦渣微粉在促進建筑行業、社會經濟發展方面的作用充分展現出來。

[1]張金榜.超細礦渣微粉在預制混凝土中的運用[J].四川水泥,2018(02):8.

[2]李曉理,王子洋,王康.礦渣微粉生產過程全流程優化[J].大連理工大學學報,2017,57(05):517-523.

[3]魏蘭竹.水泥聯合粉磨系統摻加礦渣微粉工藝的改造[J].水泥,2016(11):24.

[4]叢佳,孫新平.淺析礦渣微粉粉磨系統及立式礦渣磨調試要點[J].科技創新與應用,2016(06):146.

[5]董魯閩,張平,姚敏娟,師華東,齊闖,程華民.年產60萬t礦渣微粉生產工藝實踐[J].中國粉體技術,2015,21(03):103-106.