文 献 综 述

1.概述

1.1助磨剂

水泥生产属高能耗工业，在水泥生产过程中，粉磨电耗约占水泥生产总电耗的65%~75%，粉磨成本占生产总成本的35%左右。助磨剂之所以会出现，是因为在水泥生产中，粉磨过程既是能耗最高的也是能量利用率极低的，只有很少一部分被用于增加物料的比表面积，所以在粉磨过程中加入少量的化学添加剂#8212;#8212;助磨剂，能显著提高粉磨效率降低能耗。在水泥粉磨过程中为改善水泥粉磨，提高生产效率而掺入的起助磨作用而又不损害水泥性能的外加剂称为助磨剂，水泥助磨剂是由一种或几种表面活性物质构成。添加助磨剂的目的是为了改善物料的易磨性，减轻颗粒之间的粘聚结团作用，消除微细颗粒糊球糊衬板现象，提高磨机内物料的流动性。

水泥助磨剂的作用机理现在主流被大众接受的主要有三个，分别是列宾捷尔(Re-hbinder)的强度削弱理论和马杜里(Mardulier)的颗粒分散理论，除此之外还有国内学者提出的薄膜理论等。

Rebinder首先研究了有无化学添加剂的两种情况下液体对固体物料断裂的影响，认为：根据近代材料脆裂理论，在被粉碎物料中添加适量的助磨剂，由于助磨剂分子吸附在物料表面的裂纹上，使裂纹的表面自由能降低，平衡裂纹表面的剩余价键和电荷，避免裂纹的愈合，从而有利于裂纹的扩展，提高物料的脆性。因此，助磨剂在物料粉碎过程中起到了削弱固体强度的作用，使物料粉碎易于进行，有利于粉磨细度和粉磨效率的提高。

Mardulier的颗粒分散理论认为，水泥熟料颗粒断裂时，会发生大量的Si#8212;O共价键和Ca#8212;O离子键的断裂，其单键能为：Si#8212;O共价键为l06kg/mol，Ca#8212;O离子键为32kg/mol，所以固体颗粒的断裂首先发生在Ca#8212;O离子键上。由于离子键的断裂产生了电子密度的差异，断面两侧出现一系列交错的Ca2 和O2-活性点，当这些活性点没有被外来离子或分子屏蔽时，它们彼此吸引，使断裂面重新愈合或使颗粒与颗粒重新聚结成大颗粒；如果向物料中添加有效的助磨剂，助磨剂分子将吸附在物料颗粒表面上，使断裂面上的键力饱和，颗粒之间的附聚力得到屏蔽，从而防止物料颗粒聚结，起到分散物料的作用，使物料易于粉碎。

现代学者提出的薄膜理论认为：有些助磨剂能在物料颗粒的表面形成包裹薄膜，使表面达到饱和状态，不再相互吸引粘结成团块，进而改善了水泥成品的流动性。

以上几个理论并不冲突，只是各自从不同角度分析了助磨作用的机理。总的来说，助磨剂机理可简要描述为：颗粒在粉碎的过程中，由于受到机械力的作用，由大颗粒变成小颗粒，再到超细颗粒，其表面能是一个增加的过程，表面能增加体现在颗粒比表面积增加、颗粒表面不饱和键增加、颗粒缺陷增加等方面。助磨剂是极性较大或具有表面活性的物质，很容易吸附在不饱和键上或填补缺陷，降低比表面能，使颗粒发生二次或多次团聚的趋势降低，最终体现出”助磨”的作用效果。

助磨剂的分类，按使用时的状态分，助磨剂可以分为：固体、液体和气体助磨剂。固体助磨剂有：硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、胶体石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等；液体助磨剂有：有机硅、三乙醇胺、乙二醇；丙二醇、聚丙烯酸脂、聚梭酸盐等；气体助磨剂有：蒸气状的极性物质（丙酮、硝基甲烷、甲醇、水蒸气），以及非极性物质（四氯化碳）等。按化学结构助磨剂可以分为三类：聚合无机盐、聚合有机盐及复合化合物。