水渣成岩剂及其在水泥中的应用技术       

一、技术及产品简介 

水渣成岩剂通俗地说，就是把水渣转化为水泥的化学成品，形态为棕色液体。将水渣单独粉磨至比表面积280-350m2/Kg，并掺配了0.6%-0.8%成岩剂的水渣叫成岩水渣。成岩水渣与水泥1：1以内的比例混合后，水渣此时便转化为水泥，并且优化了成品水泥的各项性能指标，特别对提高水泥的后期强度具有显著效果。一般来说，采用了成岩水渣技术生产水泥，可提高原水泥28d强度5Mpa以上。水渣成岩剂及其应用技术，是目前水泥建材领域，全球最领先的水渣应用技术，它最大限度地发挥了水渣在水泥生产中的应用性能，对减少水泥生产的能源消耗和资源消耗具有重要的战略意义。

二、技术背景

水渣，又称高炉水淬矿渣，是高炉炼铁产生的副产品，在水泥行业又叫矿粉。水渣作为生产水泥的主要混合料之一，有很长的应用历史。

传统的水泥生产工艺是将水泥熟料和某些混合材料（包含水渣）等一同混入球磨机粉磨。由于水渣具有一定的强度，因此混合材中掺配了水渣会使水泥的后期强度有所保证。但水渣易磨性较差，这种工艺不仅增加了磨机能耗，同时最重要的是没有真正发挥水渣的特性。

目前的趋势：近年来，“分别粉磨超细水渣应用技术”的出现，为水渣在水泥中的应用开辟了新前景。水渣超细粉（矿粉）目前主要应用的混凝土领域。在水泥生产领域应用时，是将水渣单独粉磨后与成品水泥进行混配，其实质是通过物理粉磨手段激发水渣活性，从而加大了水渣在水泥中的掺配量。中国水泥协会会长雷前治指出：“将熟悉料和矿渣分别粉磨是水泥生产中粉磨过程的一场革新。可降低能耗，提高效益，发送颗粒级配，使水泥的性能更好。分别粉磨技术的应用，使水泥混合材的掺加量提高，从而减少水泥熟料的使用量，减少资源程序开采，降低环境污染，保护生态环境，最大限度地吸纳工业废弃物，提高水泥资源综合利用水平，利于水泥工业可持续发展。”

该“分别粉磨超细水渣应用技术”存在的问题是：需要将水渣磨至400 m2/Kg—470m2/Kg的比表面积，台时产量低、能耗大、掺配比例仍小，经济效益不显著。就矿渣硅酸盐水泥而言，一般超细粉的掺配比例为50%；就其他通用硅酸盐水泥而言，如要保持原水泥的质量指标不下降，外掺的超细粉不超过15%。一般来说，当掺入比例达到12%以上时，会影响水泥的强度和析水性能。

本项目：本“水渣成岩剂及其在水泥中的应用技术”的开发和研究旨在充分挥水渣的特性，为水泥低成本、高质量生产提供可行性技术方案。

三、水渣成岩剂在水泥生产中的应用方法

（一）成岩水渣的制作

水渣通过除铁器除铁，加0.6%—0.8%成岩剂，进磨机磨至比表积280 m2/Kg—350 m2/Kg。经过这种工艺过程的水渣称为成岩水渣。

（二）成品水泥的制作

将成岩水渣以20%—50%的比例跟原水泥进行混配（这里的50%指的是与水泥按1：1比例“勾兑”），掺配比例通过小磨实验确定最佳点。

（三）水泥配比的调整
采用成岩水渣工艺配制的水泥会出现后期强度偏高的情况，如果保持原水泥质量水平不变，可在加入成岩水渣之前将原水泥的熟料配比量逐步调整降低5%—10%。

四、成岩水渣的技术原理
成岩水渣是利用成岩剂激发水渣并产生“多组分协同效应”原理制备而成。多组份协同将就可以使成岩流体（成岩剂）对硅酸盐矿物颗粒的溶蚀作用能力提高数万倍至数百万倍。成岩剂将经过高温过程的“水渣”中已聚集的内能予以激发，并与主体物料中的多种组份（主要是熟料组分）相配合，形成非晶或者微晶态的硅酸盐网络聚合体，并将各种硅酸盐颗粒（含其它混合材组分）“焊接”在一起形成类岩石结构。

成岩水渣本身还不是水泥，但当它以20%—50%（不得小于15%）掺配到成品水泥中时，能产生独有的多组分协同效应（成岩效应）。项目的技术核心是大幅度提高水泥组分中水渣（粒化高炉矿渣）的活性，提高水渣的水化程度，进而与水泥中的熟料和其他组分的水化协同，极其显著地提高水泥强度，在确保相同的强度下大幅度提高水渣和其他混合材的掺加量，同时满足水泥的使用性能的需要。“成岩水渣的制作及应用方法”的技术原理是采用成岩剂独具的能产生多组分协同效应的功能，平衡和协调了水泥生产中由于非熟料类混合材配比比例偏高时出现的弊端，即在技术要求的范围内采用降低熟料比例、增加混合材比例来达到高质量要求，从而提高水泥产量、降低生产成本。这种提高水泥质量、增加水泥产量、降低生产成本的方式为该技术所独有。

（一）水泥企业直接使用成岩水渣的效益分析：

（1）没有使用本项目之前的效益分析

假设：某水泥厂年产量为30万吨，水泥生产成本（含管理成本）为210元/吨，水泥销售价格为260元/吨；

（2）使用成岩水渣后经济效益分析

成岩水渣的价格按210元/吨计算（假释成岩水渣的制作成本与水泥生产成本相同），如采用30%成岩水渣工艺，则年产量提高50%，增加了15万吨产量，则年产量为45万吨，设：成岩水渣的价格与水泥生产成本相同为210元/吨。使用了本项目后，则

A、直接年销售总利润为45万吨*50元/吨=2250万。

B、管理费、财务费用分摊下降了50%以上。

C、由于使用成岩水渣后，水泥强度增加幅度较大，如要保持原水泥的质量和强度指标，可以减少原来水泥的熟料配比量3—5个百分点。如熟料价格为200元/吨，则吨水泥可以节约成本约为5-10元，可以产生150万—300万的经济效益。