水泥助磨劑的應用與效果

2024年3月18日發(作者：金雞塔)

水泥助磨劑的應用與效果

添加助磨劑的目的是為了改善物料的易磨性，減輕顆粒之間的粘聚結團作

用，消除微細顆粒糊球糊襯板現象，提高磨機內物料的流動性，從而實現球磨機

節能高產的目標，水泥助磨劑為水泥企業帶來的經濟利益。

標簽： 水泥助磨劑;應用;節能減排

前言：

水泥助磨劑在水泥生產過程中的作用機理主要是在粉磨過程中改變顆粒之

間的相互作用，使其黏附性降低，流動性增加，防止二次顆粒的形成。助磨劑被

磨內物料吸附后，降低了顆粒的表面自由能，避免了裂紋愈合，有利于裂紋的擴

展，提高了物料的易磨性。

一、水泥助磨劑的作用機理

1、水泥助磨劑的作用

在水泥粉磨過程中摻入極少量的助磨劑，在不改變粉磨設備情況下，一方面，

粉磨相同的時間，能優化水泥的顆粒粒徑的分布狀況，使水泥顆粒分布更加的合

理，提高水泥膠砂的早后期強度，同時提高球磨機的產量，有效降低球磨機的過

粉磨現象，另一方面，在達到規定的粉磨顆粒分布要求的情況下，粉磨的時間減

少，產量增加明顯。此外摻加助磨劑還能提高粉體的流動性能，有利于水泥的運

輸以及儲存;提高磨機內物料分散性，有效避免水泥超細顆粒的靜電吸附作用和

包球現象以及降低糊磨粘球現象的發生。

2、作用機理

國內外研究機構對水泥助磨劑的粉磨機理，進行了大量的科學探索，但是研

究機理一直處于緩慢階段，沒有一個統一的結論，甚至有些結論還相互矛盾。綜

合水泥助磨劑的一些研究理論，被認可的主要有以下幾種：

（1）馬杜里的顆粒分散理論Mardulier的顆粒分散理論，也就是所謂的粉體

流變學說，認為在水泥粉磨過程中物料微細顆粒聚集的根源，是由于粉磨截斷的

結果，在顆粒產生斷裂面時，在斷裂面的兩側形成電性相反的電荷，對于水泥熟

料而言，所涉及的Si-O與Ca-O單鍵鍵能分別約為460KJ/mol和113KJ/mol，從

單鍵鍵能可知，后者鍵能較小，因此顆粒的斷裂首先發生在Ca2+和O2-的活性

點位置上，電子云密度由于離子鍵的斷裂而產生變化，斷裂面的兩側出現一系列

交錯分布的Ca2+和O2-的活性點，若沒有外來離子或分子來飽和裸露的離子鍵，

斷裂面的兩側會立即復合，出現包球現象。水泥助磨劑的作用就是提供分子和離

子去飽和裸露的Ca2+和O2-的活性點，避免斷裂面顆粒間重新聚結，提高顆粒

的流動性，避免糊磨、粘球的現象，從而粉磨效率提高。事實上，Mardulier的

顆粒分散理論對于摻入助磨劑后，水泥力學性能的提高，并不能予以很好地解釋，

實際上該理論更適合解釋粉磨后期的微細顆粒的團聚現象。

（2）列賓捷爾的強度削弱理論

水泥助磨劑分子通常是一類表面活性劑，具有較高的表面活性和較低的表面

張力，吸附性較強，當助磨劑摻加到粉磨系統內部后，較容易吸附在被粉磨物料

的顆粒表層，在熟料和混合材被粉磨細化過程中，斷裂面逐漸產生，水泥助磨劑

分子吸附在斷裂面上，減小斷裂所需要的外力，增加了斷裂面的形成，并防止新

產生的斷裂面的重新閉合，促進斷裂面的擴展。另外由于極性化合物具有較強的

吸附作用，助磨劑可以容易的滲透到固體顆粒的微細裂紋中：一方面吸附在新的

微細裂紋表面，使裂紋難于重新復合;另一方面，助磨劑滲透到裂紋深處，對其

產生強烈的“楔劈作用”使產生裂紋需要粉磨的外力減小，增加裂紋產生，增加了

固體顆粒的微細化作用。這一學說以列賓捷爾（Rehbinder）的強度削弱理論最

具代表性，Rehbind在有助磨劑和無助磨劑兩種情況下，研究了有機助磨劑對固

體材料斷裂狀況的影響，認為在物料在球磨機粉磨的過程中，添加適量助磨劑，

助磨劑分子吸附在物料斷裂面的表面，降低了固體的表面能，在球磨機中球和鍛

的作用下，吸附有助磨劑的裂紋處擴展更易于進行。因此，助磨劑在物料的粉磨

過程中削弱了固體強度，物料在磨機內更加易于粉磨，從而有效的提高臺時，降

低電耗。

二、水泥助磨劑的分類

水泥助磨劑的使用量通常低于1%，復合助磨劑的摻入量大多不高于0.05%，

根據GB175-2007的規定，水泥粉磨時加入的助磨劑量不能超過水泥質量的

0.5%。根據國內外關于助磨劑的研究狀況及專利報道，助磨劑大致可分為三類：

1、極性助磨劑：屬于離子型助磨劑，如醋酸胺、乙二醇、丙三醇、三乙醇

胺等。

2、非極性助磨劑：屬于非離子型助磨劑，如焦炭、石墨、煤、松脂、膠態

碳等。

3、復合助磨劑：有機物的混合物、有機物與無機物的混合物以及無機物的

混合物。

助磨劑按使用狀態分，可以分為：液體、固體和氣體。

按化學組成分，助磨劑可以分為：有機化合物、無機化合物、復合化合物。

使用最廣的是復合化合物。

三、水泥助磨劑在工業上的應用

助磨劑應用于水泥工業生產最早始于20世紀30年代的英國，隨著實踐的進

行，人們對助磨劑的作用認識程度的逐漸加深，各國都加大了對水泥助磨劑的研

究和應用轉化，德國、法國、美國、日本、俄羅斯、朝鮮等國對助磨劑的研究和

應用較為廣泛，在日本幾乎所有的水泥生產廠家都使用水泥助磨劑，其他發達國

家水泥助磨劑的使用率也非常高。近年來，我國許多企業也開始在水泥生產中使

用助磨劑，但是，我國使用水泥助磨劑的歷史較短，雖然隨著我國關于助磨劑的

研究的不斷深入，也研制開發了許多性能優異的助磨劑，但總體說來，和西方國

家還有很大差距。我國的水泥助磨劑生產成本較高，且對環境造成較嚴重的污染，

同時，許多助磨劑的生產和銷售單位，僅僅注重產品推廣，而忽視粉磨工藝和粉

磨物料的差異，加之助磨劑產品單一，適應性不廣，使得助磨劑使用效果不佳，

粉磨產品質量不穩定。最終，導致我國水泥生產企業的水泥助磨劑的使用率不足

5%，遠遠低于西方發達國家的使用水平。

因此，我國要想在水泥助磨劑的應用方面，縮小與西方發達國家的差距，提

高其在水泥生產中的應用比例，就應加大研究高效環保型助磨劑的力度，達到節

能減排的目的，同時，還要加強對配套設施及工藝參數的研究，優化各個因素，

為助磨劑發揮最大功效創造條件。四、水泥助磨劑的節能減排作用

1、提高磨機產量，降低成本

一方面，助磨劑具有的分散效果，能夠消除水泥顆粒在磨機內的團聚現象，

使得磨細的顆粒能夠及時通過蓖板輸送出磨，減少了過粉磨現象，提高了磨機的

粉磨效率。另一方面，助磨劑的分散效果還可以大大減少磨內糊球、糊襯板的現

象，減少了水泥“糊層”的緩沖作用，提高了磨機電能轉化為機械沖擊能的效率，

增加了研磨體與磨機襯板之間以及研磨體之間的撞擊、研磨次數，提高了粉磨效

率。當保持水泥顆粒分布不變時，磨機產量得以提高，因此，生產單位數量的水

泥，消耗的粉磨電能降低，成本降低，效益增加。

另外，磨機產量的提高，可增加全年水泥產量，加快資金的回籠和周轉，并

使設備折舊、工資、磨機耗材與維修費等各種分攤成本降低，明顯增加企業的總

利潤;在保持原有生產能力的情況下，可減少水泥磨的運行時間，增加設備維護

時間，保持較高的設備完好率，水泥磨系統設備由于運行時間縮短，磨損減少，

相應增加了設備的服務年限。

2、改善水泥質量，提高強度

隨著高效復合水泥助磨劑使用的推廣，助磨劑還利用化學物質所特有的功

能，使得水泥的比表面積得以有效提高，加快了水泥的水化速度。同時，助磨劑

中增強激發成分的作用，可提高水泥的強度，進而提高水泥產品質量。高質量的

水泥不僅可以使產品在市場中的競爭中保持優勢，市場地位更加鞏固，而且由于

水泥質量的提高，還可適當放寬對熟料的質量要求，使得粉磨站的外購熟料可以

有更多的選擇，進而降低了采購成本，增加企業效益。

五、結束語

水泥助磨劑在近些年來的應用不斷的擴大，在中國境內幾乎所有的大型水泥

生產企業都會使用水泥助磨劑進行生產，這是值得慶幸的，也是值得欣喜的。但

是在欣喜的同時，我們要看到國內的一些小型水泥生產企業，生產水泥仍然是粗

放式的、不環保的、低效率的。這種企業的發展方式是有違我們國家提出的科學

發展觀的，也是不利于企業長久發展的。一方面，我們要對這些企業加以整改，

另一方面，我們也要加強水泥助磨劑的研制，降低水泥助磨劑的使用成本，提高

水泥助磨劑的使用效率，將水泥助磨劑打造成行業內的拳頭產品，使水泥生產廠

家不是被動的使用，而是主動的使用，這樣我們國家的水泥生產就能夠接近甚至

在不遠的將來就會超過國際上一些發達國家，成為世界一流的水泥生產強國。

參考文獻：

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安建筑科技大學，2006

[2]中華人民共和國國家質量監督檢驗疫總局中國國家標準化管理委員

會.GB175-2007.通用硅酸鹽水泥.中國標準出版社秦皇島應刷廠：中國標準出版社

出版發行，2007