矿渣粉磨技术
本文作者(秦松 闫洪光),请您在阅读本文时尊重作者版权。
摘要：高炉炼铁的废渣即是矿渣。它以熔融状态从高炉中流出，然后经过水的淬冷处理后就成为高炉矿渣。高炉矿渣具有水硬性，在我国水泥企业中得到了广泛的应用。目前，矿渣中的一大部分被用来与熟料一起混磨来生产水泥，总体利用水平不高。而且矿渣在粒度、易磨性等物理性能方面与水泥熟料有较大的差异，从而导致矿渣难以被粉磨至一定的细度，抑制了矿渣的潜在活性，导致水泥的28d强度下降，早期强度也不符合国家标准。但如能将矿渣粉磨成400-600m2/kg（或更高比表面积）的矿渣粉，掺入水泥或混凝土中使用，其活性会得到很好的发挥，且大大增加矿渣粉的掺入量，经济效益显著提高。我国年产量数千万吨的高炉矿渣，绝大部分用作水泥混合材。
关键词：矿渣 粉磨 技术
为实现我国经济的可持续发展，“生态建材”、“绿色建材”日益被人重视。因此作为高炉炼铁废料的矿渣的高细高掺技术也被提上日程。当今，矿渣粉磨机械主要有：立磨，辊压机，球磨机，振动磨等，以下简单介绍矿渣高细粉磨普遍采用的球磨机和立磨的基本流程和特点：
1 球磨系统
球磨系统是最传统的粉磨物料的系统。我国绝大部分水泥或矿渣粉磨站采用球磨系统。一般是先将矿渣在烘干机中烘干再按配比和熟料石膏一起入磨。矿渣烘干不仅烘干机投资大，而且还需中间贮存，流程也很复杂；而直接晾晒则对场地的要求比较高。球磨系统大多应用离心式或旋风式选粉机，效率低，成品细度一般比表面积小于360m2/kg ，故强度不高，大都为PS425掺量也小于30%-40%。个别厂也有将矿渣先磨成粉，再按比例和水泥成品掺和。一般在斜槽或绞刀输送过程中有20m以上的输送距离就能混匀。虽然是分别粉磨，矿渣也是先烘干，粉磨细度也不易达到要求。故在应用球磨系统粉磨时，可采用烘干兼粉磨的流程，如图1。系统粉磨矿渣的水分小于8%-10%时，可以不进行烘干，不必设烘干塔，热风可直接入磨。如矿渣水分较大，需先进行烘干。该系统如用于混合粉磨矿渣水泥，按常规从烘干能力来说，一般情况下，由于熟料不含水分，矿渣中水分含量可以提高。
但是经过实践，发现矿渣过湿会引起部分被磨物料粉预水化，从而使水泥成品的强度降低。为避免强度减小，水泥要磨得更细，需增加比表面积200-300m2/kg，反而得不偿失，所以当矿渣水分超过10%时，需要预烘干。至于成品细度，完全可以由高效选粉机来控制，矿渣粉一般比表面积为450-500m2/kg。
该系统的主要特点在于烘干部分。磨机为烘干兼粉磨磨，选粉机也可通热风，预烘干不用烘干机而用烘干塔或其他烘干炉。
烘干塔实际上是一个固定的中空立式圆筒。设备轻、无运动部件、结构简单、投资省。塔内设有进料口，矿渣在进料口喂入，热气体从底部进入，进行逆流热交换。细粉部分随气流带出收回，粗粒部分下落排出。烘干塔对矿渣不能达到最终干燥的目的，其烘干指数也低于磨机，但非常适合预烘干。
2 立式磨系统
立磨可进行烘干、粉磨、选粉的全部操作，所以系统流程特别简单，如图2。
湿矿渣原料从料仓中经带式输送机，除铁器和金属探测器，提升机送至中间仓立磨主入料口，在磨盘和磨辊研磨、剪切、挤压的作用下，矿渣被粉磨，同时来自热风炉的热风将矿渣烘干。矿渣在磨内粉磨和烘干后，符合产品细度的细粉随热气流进入脉冲袋式收尘器收集即为成品，净化后的气体经排风机排入大气，粗粉返回磨盘进一步粉磨，没有被热风带起的铁渣和难磨的物料甩入磨机下部，经提升机再次入磨，烘干热源由燃气热风炉提供。
由于立磨是料床粉磨，粉磨效率高，单位电耗低。特别是磨内空间大，环隙处风速高，传热快，因此烘干能力强。这些特点非常适合矿渣水分高、难磨的要求。
矿渣粉磨关键的问题是如何稳定料床防止震动。由于矿渣粉磨时有很多细粉，气化的粉料好比水一样，其内摩擦力和料盘接触面之间的摩擦力很小，磨辊和磨盘之间的物料较少，料床很不稳定，料流会绕过磨辊，难以被磨辊辊压，磨辊和磨盘之间的物料较少，从而引起震动。
为解决此难点各公司均进行了试验，得出的基本结论是首先要形成一个料楔，之后再进入主辊压区。莱歇公司用的是付辊准备、主辊辊压的办法；神户公司用的是每个压辊自行准备排气通道，便于脱气。另一个问题是磨辊和磨盘的磨损问题。本来矿渣比水泥生料和熟料有更大的磨损值，而更重要的是矿渣中含有铁，铁的磨蚀性很大，在此除铁很重要。首先要将铁从磨盘中分离，再在磨外吸除，一般要设多处除铁装置。
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