矿渣微粉的应用及生产工艺设计浅析

李鹏林

（南京韬恒工业科技有限公司， 江苏 南京 211102）

当下，我国钢铁冶炼行业取得较优良的发展成绩，但是该行业在发展过程中在环境与制造工艺等多种因素的共同作用下，冶炼作业中产生以大量矿渣为主要原料进入水泥生产作业中，演变成重要的一种原材料类型，为提升资源应用的有效性与合理性，矿渣微粉技术被开发与推广应用，加强对矿渣微粉技术工艺改造，是不同提升资源有效利用率的有效方法。

1 矿渣微粉概述

矿渣微粉为把炼铁高炉排出的水淬矿渣整合少量助磨剂，经历超细粉磨后获得一种粉末状产品，为现代建筑工程施工期间一种常用添加材料。应用于水泥相关材料的制备中，有助于强化水泥和其他材料之间的和易性，连续提升水泥的各项性能，大幅度提升水泥的使用效果，优化水泥的一些属性，促使其在工程施工中体现出高性能。矿渣微粉为各国一致肯定的、具有优良性能的材料，在现实应用过程中体现出较好的粘合性，后期使用过程中强度较高，故此在建筑行业中应用范畴不断拓展。

矿渣微粉技术的研发与应用，能明显提升混凝土在使用过程中的强度，对其整体质量的提升有很大助益。另外，有资料记载，矿渣微粉技术对水泥混凝土的碱骨料反应能产生明显的抑制作用，进而提升混凝土的耐久性。矿渣微粉技术还有助于减少或规避混凝土搅拌作业中反水现象的发生，改善水泥搅拌质量[1]。

2 矿渣微粉在实际中的应用意义

2.1 改善混凝土性能的机理

矿渣微粉中的化学成分以SiO2、Al2O3与CaO为主，具有超强的活性，将其混合至水泥混凝土中，SiO2、Al2O3可以和水泥内的C3S、C2S发生水化反应，促进水化硅酸钙产物的形成，对水泥混凝土的缝隙产生良好的填充作用，明显提升水泥混凝土的致密度，与此同时还能把强度相对较低的Ca（OH2晶体转型为强度相对较高的水化硅酸钙凝胶，进而促使水泥混凝土的多种性能都有明显改善。

2.2 提升混凝土的实用性

在混凝土施工作业期间，需关注矿渣颗粒的整体状态，而应用矿渣微粉能显著增加混凝土在施工作业中的整体流动性，为各材料混合搅拌环节中各指标的相符性创造便利条件，整体材料在配制过程中也会体现出明显优越性，维持相对较优良的状态[2]。

2.3 强化施工工艺流程的简洁性

矿渣微粉的生产工序较为简单，从原材料的选购到微粉的生产作业，水泥厂只要使用较为常见的普通球磨机就可完成。但是在上述工序中，应加强对内部部分工序的调整，适量增加辅助性设备，将设备成本降至最低水平。矿渣微粉技术的应用，对混凝土的基本性能发挥良好的延伸作用，有助于提升工业废渣的使用能力，积极贯彻落实环保理念。处理钢铁制造中的废料，有助于简化原材料的开发渠道，减缩中间环节，将更多的时间与精力投入到生产中，不断提升资源开发的合理性与利用率，省略中间部分环节能明显提升生产工艺的精简性。

3 矿渣微粉生产工艺

3.1 工艺流程

在实践中，多采用铲车去运输矿渣，将其配送到料场中的圆盘给料机受料点，使用斗式提升机将原料运送至烘干机上进行烘干处理，经烘干处理后的矿渣通过斗式提升机运输到磨头仓内，利用电子皮带秤称量原料的真实质量。在以上处理工序结束以后原料会被运送到球磨机，经粉磨处理后被运送至选粉机，选粉机筛分以后，粗粉再度被运送到磨机内，精心筛选磨粉后被采集的细粉纳入至布袋除尘内，布袋除尘采集到的细粉用空气运递斜槽被运送到斗式提升机中，提升机最后把其运输到成品仓库中，而进入仓库的产品通常用打包机进行包装[3]。

3.2 工艺设计的特点及完善

3.2.1 开流磨改成圈流磨，提升生产效率：在原始的工艺生产作业中，粉磨系统是开流磨，其优势为占地面积较小、运行成本较低等优势，但是却存在资源耗损量大、运行效率低的缺陷。在这样的运行情境下圈流磨的使用提议得到了一致肯定。尽管在现实生产中，圈流磨的投入成本较高于开流磨，但其具备的很多优势是开流磨不能及的：①降低能源消耗量；②生产效率相对较高，在相同的时间内产出量明显多于开流磨。

3.2.2 完善了选粉机进料方案，减低了辅助工艺设备使用数目。若应用圈流磨模式将粉末整合至选粉设备内，可采用如下两种方案：①把已经通过磨机处理的矿渣，在螺旋传递设备的协助下运送至斗式提升装备中，继而把其运送至选粉机内；②将已用磨机处理后的矿渣，通过布袋排尘设备尾部加设的风机直接把粉末矿渣传送至相适应的设备内。以上两种技术方案应用过程中最明显的差别是第一种方案运行期间需有大量设备去协助，不仅要有螺旋传递机和斗式提升装备的帮衬，还需预期相配套的除尘设备去辅助。而第二种方案在运行期间无需过多设备设施的参与，降低设备开发成本的同时，却带来一些负面影响，例如单纯应用风机可能会造成能源消耗量增加，和第一种方案相比大概有 20%的增长点，但部分工作量会有所降低[4]。结合效率、成本等众多因素，决定采用第二种方案。

3.3.3 露天布设除尘器系统，有利于降低工程造价成本。本工程在设计期间主要应用了限额设计思路，实质上就是在维护工艺技能水平和基本功能的基础上，尽可能的降低资金投入量。依照常规设计思想，在厂房中安设微粉采集所用的布袋除尘器。但是由于本工程最初收粉系统也被安置在厂房内。故此在对工程设计时，为确保设计的科学性与施工作业的有效性，建议把除尘器、风机以露天的形式布设在平台上，并对除尘器自体做适当处理，以实现降低工程建设投资的目标。3.3工程效益分析

在对工程建设整体分析后，发现矿渣微粉的造价达到了 500万元，其可以被视为一项综合治理项目，并且得到国家相关优惠政策的支撑。结合工程有关技术人员的计算数据，发现该工程的总利润达到 35.20%，财务内部资金收益率为36.22%，大概经历3.5年后才会返本[5]。综合项目工程的相关数据，发现该工程在投运过程中基本上不会产生风险，多数投资者乐于接受。工程企业的各项财务治疗均满足并超出了国家的有关规定。

4 结束语

矿渣微粉技术可以被视为一类性能优良的粘合材料，在建筑行业中的应用能明显改善水泥混凝土的性能，提升其实用性，合理应用优势资源，协助施工单位优化建筑施工质量的同时，也帮助钢铁企业实现对三废有效治理的目标。回顾本次的研究历程，笔者也深刻认识到技术创新的意义，应加强开流磨、圈流磨等诸多技术的改进与优化，挖山技术体系，以将矿渣微粉在促进建筑行业、社会经济发展方面的作用充分展现出来。

[1]张金榜.超细矿渣微粉在预制混凝土中的运用[J].四川水泥,2018(02):8.

[2]李晓理,王子洋,王康.矿渣微粉生产过程全流程优化[J].大连理工大学学报,2017,57(05):517-523.

[3]魏兰竹.水泥联合粉磨系统掺加矿渣微粉工艺的改造[J].水泥,2016(11):24.

[4]丛佳,孙新平.浅析矿渣微粉粉磨系统及立式矿渣磨调试要点[J].科技创新与应用,2016(06):146.

[5]董鲁闽,张平,姚敏娟,师华东,齐闯,程华民.年产60万t矿渣微粉生产工艺实践[J].中国粉体技术,2015,21(03):103-106.