223 助磨劑的定義與種類是什么？

水泥生產屬高能耗工業，僅電能一項占水泥成本的25％，其中生料處理和熟料粉磨占17％左右。我國大部分水泥企業使用的粉磨設備是管磨機，粉磨效率極低，約有97％的能量轉化為熱耗而白白耗散掉，僅有0.1％～0.6％的能量用于粉磨———增加物料新表面。為了提高粉磨效率、降低能耗，一般采用兩種措施：一是更換磨機襯板，改用高效選粉機或采用近幾年新開發的輥壓磨等新設備，這些設備投資大，對全國8000多個廠家來講，全部推廣實施可能性很小；另一種措施即采用化學添加劑（助磨劑），即在粉磨的過程中，加入助磨劑可顯著提高粉磨效率，可在相同細度的條件下，縮短粉磨時間，降低能耗，增加臺時產量或在粉磨時間相同的前提下，提高水泥細度和強度，同時還可以提高粉體的流動性，利于裝卸。下面將對助磨劑的基本概況和應用加以闡述。

一、助磨劑的定義

在粉磨過程中，加入少量的外加劑，可消除細粉的粘附和聚集現象，加速物料粉磨過程，提高粉磨效率，降低單位粉磨電耗，提高產量。這類外加劑統稱為助磨劑。

二、助磨劑的種類

助磨劑種類繁多，助磨效果差異很大，應用較多的就有百余種。助磨劑的分類方式較多，從成分組成上的差異可分為純凈物和混合物（表１）。

按照添加時的物理狀態，助磨劑可分為固體助磨劑、液體助磨劑和氣體助磨劑。固體助磨劑一般制成粒狀或粉狀，液體助磨劑多是溶液或乳劑。采用液體助磨劑比采用固體助磨劑，在工藝上更容易控制。

根據助磨劑的化學結構可分為以下三類：

①堿性聚合無機鹽：除用于硅酸鹽粉磨之外，一般多于磷酸鹽，優于多聚硅酸鹽；

②堿性聚合有機鹽：最適宜采用聚炳烯酸酯；

③偶極偶極有機化合物：如烷烴醇胺等。

三、常用助磨劑

用于助磨的物質大多是醇類、酚類、胺類、皂類、酯類及某些多元酸的鹽等。例如，乙二醇、丙三醇、多縮乙二醇、２-甲基-２，４戊二醇。三乙醇胺，二、三乙醇胺混合物，脫糖木質素磺酸鈣，文沙樹脂NVX（美國南方松木中提取的樹脂），亞硫酸造紙廢渣，牛油，脂肪酸混合物（紅油），松香脂，磷酸三鈣，炭黑，滑石粉。它們的摻量一般在0.01％ ～0.08％。

四、助磨劑的作用機理

粉碎是分割固體物料的過程，即在物料質量不變的情況下，增加其比表面積。粉碎的顆粒越小其比表面積就越大，比表面積能也就越高。所以細粉碎的時候，就需要更多的能量去克服它的比表面積能。一般的機械方法，將物料粉碎至1μｍ以下還有相當難度；另外細磨時，微粒的熱運動加快，質點碰撞幾率增大，容易產生凝結和團聚現象，給繼續粉磨帶來了困難。

作為助磨劑的作用機理，目前難以找到定量的確切理論，大體上有兩種假說。一是列賓捷爾（Rebinder）假說，這種假說認為脆性材料都含有微裂縫，在強的沖擊力下，微裂縫會擴展，直到引起材料破裂。在外力連續作用下，物料既有裂縫的擴展和新裂縫的產生，又有間隙的不飽和價鍵力的吸引作用而重新彌合，稱為“錘焊”現象。助磨劑一般作為極性分子或具有表面活性及結構的分子，通過吸附潤濕進入微裂縫中，可以起到劈楔作用，消除了縫隙間局部的價鍵力，從而防止了微裂縫因不飽和價鍵力的吸引作用而重新彌合，有效地降低了顆粒被粉碎的阻力，提高了粉磨效率。另一種是基于防止聚結作用的假說，即物料被粉磨到一定細度后，如再延長粉磨時間，粒徑不但不變小，反而因聚結而變大。這是微粒間借助于次價力吸附聚結而引起的。而助磨劑易被吸附，可有效地降低微粒間的次價力，降低表面能，減少粒子間的聚結，提高了物料粉磨的流動性和分散性，也可有效地防止結塊，利于裝卸。