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.