Интенсификаторы помола при производстве цемента

Предлагаем вам обсудить некоторые спорные моменты касательно интенсификаторов помола.

Интенсификаторы помола- это химические вещества, которые добавляются в питание мельницы, чтобы повысить эффективность помола в мельнице и тем самым повысить производительность и удельный расход электроэнергии.
Есть много цементных компаний, которые используют интенсификаторы помола в их шаровых мельницах, и они рады платить хорошую цену за эти добавки, т.к. они убеждены, что эти затраты более чем компенсируются увеличением выхода мельницы и экономии электроэнергии.
Другие цементные компании, которые провели испытания с использованием интенсификаторов помола в их шаровых мельницах, заявляют, что  выгода, если таковая и имеется, незначительна, чтобы оправдать затраты на такие добавки.
Также есть и компании, которые никогда не проводили испытания и не используют интенсификаторы.

Кто бы что-то и мог действительно сказать по поводу использования интенсификаторов помола, так это основные международные компании. Эти цементные компании знают, что они делают и осознают необходимость приличных затрат. Использование интенсификаторов становится выгодным, только если мельницы настроены должным образом. В этом разделе мы, конечно, не ставим целью доказать необходимость применения интенсификаторов помола, но кажется вполне разумным рассмотреть детали взаимодействия мельницы с добавками, чего ожидать и как настраивать процессы помола, чтобы за счет этого получить ожидаемые выгоды.

Во-первых мы рассмотрим механизм работы интенсификаторов помола, взглянув на несколько изображений.

Интенсификаторы помола используются уже много лет в помоле цемента и сырьевой муки. Правда получили они более широкое применение в размоле цемента, чем в измельчении сырьевой смеси, возможно, потому что затраты на электроэнергию при помоле цемента гораздо выше.
Тем не менее, механизм их действия означает, что они должны быть одинаково эффективны и в размоле сырья, поэтому некоторые цементные компании постоянно используют их в своих шаровых мельницах сырьевой муки.
Когда частицы портландцементного клинкера разрушаются в процессе помола, образуется новая поверхность, которая неизбежно имеет некоторые поверхностные электрические заряды, возникающие от разрыва химических связей в материале.
Одинаковые заряды отталкиваются, противоположные притягиваются, что означает потенциальную предрасположенность разрушенных при дроблении частиц вновь агломерироваться.
Интенсификаторы помола- это поверхностно-активные полярные химические соединения. которые нейтрализуют стремление к агломерации и способствуют эффективному измельчению цемента. Этиленгликоль, триэтаноламин или другие полярные органические соединения проявляют такие поверхностно-активные свойства. Добавка таких интенсификаторов способствует достижению высокой тонины помола и может значительно увеличивать выход мельницы и уменьшать удельный расход электроэнергии. Эти вещества являются жидкостями и могут просто дозироваться на ленту с питанием мельницы.

На тонну произведенного цемента может требоваться около 0,5 кг интенсификатора, чтобы процесс протекал эффективно, однако это представляет значительные расходы, что объясняет нежелание некоторых цементных компаний использовать такие добавки. Тем не менее, имеется огромное количество промышленных испытаний, которые демонстрируют повышение выхода мельницы, экономию электроэнергии и полученную выгоду много раз большую, чем затраты на интенсификаторы помола.

Вследствие уменьшения сил поверхностного притяжения в цементе, интенсификаторы полностью меняют характеристики потока цементного материала внутри мельницы и в последующих операциях. Воздушный поток сквозь мельницу должен быть невысоким, чтобы предотвратить высокое пыление на выходе из мельницы.

В случае если мельница оборудована статическим сепаратором в выходном газоходе, то допустимая скорость газа может быть повышена до 2,5 м/с, означая, что дополнительный объем охлаждающего воздуха может продуваться сквозь мельницу.
Для мельницы, оборудованной статическим сепаратором в выходном вентиляционном газоходе, также очень существенно, когда применяются интенсификаторы помола, но несколько по другим причинам. В статическом сепараторе при применении интенсификаторов изменяется режим отделения материала, который направляется дальше в динамический сепаратор через элеватор. Это проявляется в том, что снижается попадание более крупного материала в продукт через фильтр обеспыливания газов мельницы. Это может привести к неправильному впечатлению, что интенсификаторы не работают.
Конечно, наличие статического сепаратора также позволяет добиться разумного потока вентилирующего воздуха и охлаждения мельницы. Очевидно, что наличие статического сепаратора очень важно при решении о применении интенсификаторов помола, поэтому его лопасти необходимо настраивать перед тем, как добавки начнут вводиться.

Вследствие уменьшения сил поверхностного притяжения в цементе, интенсификаторы полностью меняют характеристики потока цементного материала внутри мельницы и в последующих операциях.
Поток материала по аэрожелобам и в пробоотборниках усилится (цемент потечет как вода), поэтому обслуживающий персонал должен быть готовы к изменениям. Характеристики потока цемента на участке упаковки или упаковочных терминалах (сторонняя затарка цемента) могут также заметно поменяться, случаи слёживания (pack-set) снижаются. Слеживаемость -это снижение текучести цемента после транспортировки до упаковочного терминала, например. Однако стоит вернуться к влиянию изменений в характеристиках потока через мельницу.

Нам известно, чтов шаровой мельнице имеет место переизмельчения менее твердых материалов. Материал проходит всю длину мельницы вне зависимости от того, что в какой-то точки этого пути он уже стал достаточно измельчен.

Это одна из проблем, которая решается применением вертикальных мельниц при помоле цемента. В тоже время за счет уменьшения времени прибывания частиц в мельнице интенсификаторы помола отчасти помогают решить эту проблему.

Возможно, наиболее важно-это влияние интенсификаторов на заполнение пространства (пустот в мелющих телах) во второй камере мельницы. Известно, что это может приводить к серьезным ограничениям в применении загрузки второй камеры  небольшими мелющими телами. Если заполнение пустот превышает 115%, то эффективность измельчения второй камеры и выход мельницы будут поставлены под угрозу.


При увеличении потока материала через мельницу интенсификаторы помола уменьшают наличие пустот в загрузке, что приводит в перезаполнению. Иначе говоря, возможно достигнуть гораздо большего выхода мельницы, но до того как перезаполнение пустот станет проблемой. Время пребывания материала в мельнице уменьшается, поэтому намного необходимо более интенсивное питание мельницы, чтобы заполнить пустоты в загрузке мелющими телами.

Это в свою очередь открывает возможности гораздо больших преимуществ- с интенсификаторами помола может быть реализована загрузка мелющими телами меньшего размера, наиболее эффективными при измельчении. Так и наоборот-использование более мелких мелющих тел во второй камере может стать ключом к успеху при внедрении интенсификаторов помола.

Сситается, что эффективность сепаратора наилучшим образом описывается способностью фракционного отделения и Кривой Тромпа, а также “точкой отсечки”, “резкостью” и байпасом сепаратора. Байпас обусловлен агломерацией тонкоизмельченных частиц, которые без необходимости снова попадают в цикл помола. Снижением агломерации интенсификаторы помола снижают байпас сепаратора. что в конечном итоге повышает эффективность помола.


Таким образом становится понятно, что влияние интенсификаторов помола является комплексным. Очень часто производственники отказываются от применения интенсификаторов помола на основании одного или пары дней испытаний без регулировки статического сепаратора и скорости воздуха, без учета того, что повышается эффективность сепаратора, и, конечно, без использования возможности уменьшить размер мелющих тел во второй камере мельницы.

Предметный указатель: