隨著我國粉煤灰綜合利用技術(shù)的日益成熟和推廣，粉煤灰綜合利用已經(jīng)不僅限于環(huán)保的要求，粉煤灰綜合利用的巨大的經(jīng)濟效益已經(jīng)得以體現(xiàn)。在我國東南沿海及一些發(fā)達地區(qū)粉煤灰成品細灰甚至出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。現(xiàn)國內(nèi)大量燃煤電廠所排放的粉煤灰原灰，其細度值一般在20%～50%之間變化（325目篩余），達不到國家標準（GB196-2005）規(guī)定的一級灰和二級灰要求。各電廠一般采用粉煤灰干法分選技術(shù)將原灰進行粗細分離以獲得成品細灰，獲得一定經(jīng)濟效益。但分選后的粗灰（一般細度值65%左右），并未得到充分利用，一般仍就地排放或者低價售出，甚至成為企業(yè)的包袱。利用粉煤灰專用超細磨機將原灰或分選后的粗灰為主的混合料進行超細研磨，使之具有一定的水硬活性，生產(chǎn)出能配制高性能砼的高級摻合超細灰，達到粉煤灰完全利用的目的，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益
一. 目前粉煤灰磨細技術(shù)現(xiàn)狀
但目前國內(nèi)粉煤灰的粉磨普遍存在效率低、消耗高，產(chǎn)品細度難以控制、需水量超標等問題。例如，當前國內(nèi)技術(shù)條件下，采用管磨機粉磨Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰的平均電耗分別為30～35kwh/t和25～30kwh/t，僅耗電一項成本就高達15 ～21 元/噸，造成國內(nèi)粉煤灰粉磨利潤空間縮小，經(jīng)濟效益不理想。粉煤灰管磨機效率普遍低下的原因是多方面的，現(xiàn)分析如下：
1 磨內(nèi)物料流速過快
入磨粉煤灰粒度一般在1mm以下，比表面積130㎡/㎏以上，粉煤灰進入第二倉細度更細，比表面積在300㎡/㎏以上，加上粉煤灰表面光滑，含有大量球形玻璃體，流動性能好。
經(jīng)測試某電廠排放的粉煤灰經(jīng)分選后得到的粗灰,經(jīng)測試其比表面積為138.0㎡/㎏，45μm篩余為63.6%。它含有大量的球形物料，發(fā)揮“滾珠”效應(yīng)，經(jīng)實測，在Ф2.4×8m普通開流粉煤灰管磨機內(nèi)的停留時間僅4分鐘,即在管磨機內(nèi)的前進速度平均為2m/min。
粉煤灰流動速度快，容易造成：
⑴粉煤灰在管磨機內(nèi)停留時間過短，一般只有幾分鐘，研磨時間不足，產(chǎn)品細度容易跑粗；
⑵磨內(nèi)料球比嚴重偏低，研磨體粉磨能力難以發(fā)揮。在正常生產(chǎn)時停磨打開磨門檢查，常常只見研磨體而看不到粉煤灰，在實際生產(chǎn)時球砸球，球砸襯板現(xiàn)象嚴重，造成能量的損失，也增大了襯板、研磨體等金屬材料的消耗。
為了控制粉煤灰的流動速度，達到合理的料球比和一定的研磨時間，可在粉煤灰管磨機內(nèi)使用減慢物料流速的技術(shù)裝置，如可控流速型隔倉板、溢流型出口篦板、溢流圈等。廣州運宏粉煤灰公司、河南洛拓建材公司、杭州電廠等單位的粉煤灰管磨機使用這些技術(shù)措施后,粉煤灰流速都降到了0.7m/min以下,有效改善了磨內(nèi)工況，提高了磨機產(chǎn)、質(zhì)量，減少了研磨體消耗，并大幅降低了生產(chǎn)噪音，改善了工作環(huán)境。
2 嚴重的過粉磨
在普通粉煤灰管磨機內(nèi)還存在嚴重的過粉磨問題，導致產(chǎn)品產(chǎn)、質(zhì)量下降。從粉磨工藝來考察，在粉磨過程中，物料在磨內(nèi)沿著磨機從磨頭到磨尾的縱長方向上的細度發(fā)展，由粗到細，直至出磨細度為合格料，似乎形成一個合理的細度梯度。若進一步深入分析，從縱向的每一點的橫截面上來看，物料顆粒粗細懸殊，細度極不均勻。在粉煤灰管磨機后倉內(nèi)的每一個橫截面上，45μm以下的合格料都占大多數(shù)，但同時也存在一定量的不合乎細度要求的粗物料。為了達到出磨細度的要求，只好用過長的粉磨時間來完成。這樣，在磨內(nèi)沿著磨機縱向的粉磨物料，在細度發(fā)展過程中，由磨頭到磨尾合格料的百分含量越集越大，但必須要等待全部物料達到細度指標合格后，方可排出磨外。
經(jīng)檢測杭州電廠Ф1.5×5.7m普通粉煤灰管磨機磨內(nèi)篩余曲線，清楚可見的是第二倉各個橫截面上45μm以下的物料都占大多數(shù)，但必須等到整體細度在45μm篩余小于25%時才可排出磨外，否則就達不到Ⅱ級粉煤灰的細度要求。
由于合格料不能及時排出磨外，它們對較粗的物料的進一步粉磨起緩沖和阻磨作用，耗費過多的粉磨時間，而使粉磨效率無法提高。同時，由于部分粉煤灰被過度粉磨，產(chǎn)品比表面積過高，需水量超標，粉煤灰產(chǎn)品的性能及經(jīng)濟價值下降。
減少粉煤灰過粉磨的關(guān)鍵：一是研磨體級配要恰當，避免將粉煤灰中大量的玻璃微珠過度粉碎。二是要采取有效的技術(shù)措施，及時排出磨內(nèi)合格細粉。
3 各項技術(shù)參數(shù)不合理
粉煤灰管磨機的重要技術(shù)參數(shù)包括： 前后倉倉長比、研磨體級配和填充率、磨內(nèi)風速等。普通粉煤灰管磨機常見的問題是：
⑴前后倉倉長比不合理，粗磨能力有余而細磨能力不足；
⑵第一倉研磨體級配有誤，最常見的是使用的球徑偏大，粉磨能量過多地消耗在球砸球，球砸襯板上；
⑶磨內(nèi)風速過高，細度跑粗，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。 根據(jù)我們的試驗結(jié)果和實際生產(chǎn)經(jīng)驗，通過制定合理的各項技術(shù)參數(shù)，完全可以解決上述各種問題，大幅節(jié)能降耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如上海海笠建材公司、廣州運宏粉煤灰公司、杭州電廠等粉煤灰微粉公司，各項技術(shù)參數(shù)在作了合理的調(diào)整后，粉煤灰管磨機臺時產(chǎn)、質(zhì)量都有明顯的提高。
二.粉煤灰磨細與水泥粉磨的區(qū)別
經(jīng)過多年的研究，我們發(fā)現(xiàn)粉煤灰與水泥的粉磨在多個方面都有各自不同的特點和規(guī)律。
首先，從粉磨的物料來看，水泥熟料中占70%以上的阿利特、貝利特是離子晶體結(jié)構(gòu)，對它們的粉磨需要破壞高強度的離子鍵；而粉煤灰中占50～80%的是相互粘連在一起的玻璃微珠，物料的粉碎主要是打斷細小球形玻璃體之間的粘連。其次，從產(chǎn)品性能要求來看，水泥最看重的是粉磨對提高早期強度的效果，對比表面積、水泥顆粒分布有特別的要求，而粉煤灰作為混凝土摻合料，被看重的是對混凝土工作性及耐久性的改善和提高，對需水性有特別的要求，因此二者在細度、顆粒級配上的要求是不同的。最后，從粉磨機理來看，粉煤灰的粉磨只有體積粉碎與表面粉碎兩種模型，粉磨對于45μm以下細粉煤灰（玻璃微珠）幾乎不起作用，這與水泥的粉磨又是不同的。水泥與粉煤灰粉磨的這些特點，決定了它們在粉磨工藝過程、研磨體級配、倉位布置等等方面各有其規(guī)律。把握和恰當運用這些規(guī)律，才能達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗的目的。
然而，由于粉煤灰粉磨在國內(nèi)還剛剛起步，人們對其特點與規(guī)律的認識還比較膚淺，加上粉煤灰管磨機大多是由水泥管磨機轉(zhuǎn)變而來，因此，目前國內(nèi)粉煤灰管磨機，無論是磨內(nèi)結(jié)構(gòu)還是各項技術(shù)參數(shù)，與水泥磨比較都沒有大的改變，缺乏針對性。粉煤灰管磨機完全套用水泥管磨技術(shù)，在理論上是不科學的，實踐上不可能達到應(yīng)有的效率。比如，磨內(nèi)篩分技術(shù)應(yīng)用于水泥粉磨能取得良好的效果，但一些企業(yè)用之于生產(chǎn)粉煤灰效果并不理想。這是因為粉煤灰入磨物料粒度基本小于1mm，經(jīng)過第一倉的粗磨后，細度更細，一般能達到0.5mm以下，篩分裝置根本起不到篩分的作用，反而會加快粉煤灰的流動速度，惡化磨內(nèi)工況。又比如，粉煤灰管磨機第一倉研磨體對物料的粉磨，要求既要有較強的沖擊力，又要有較強的研磨能力，這樣才能與粉煤灰的粉磨機理相適應(yīng)，才能有較好的效果，套用水泥磨的階梯襯板、溝槽襯板或小波襯板等，都無法滿足要求。
2）.具體改造措施：
⑴ 采用粉煤灰專用雙層篩分隔倉板替代原隔倉板，隔倉板篦縫為5mm，中間不銹鋼篩板篩縫為1.2mm，這樣可有效地控制進入二倉顆粒的粒徑，加速一倉合格顆粒導入二倉進行高效研磨，減少一倉內(nèi)的過粉磨現(xiàn)象。
⑵ 根據(jù)粉煤灰的易磨程度及水份確定磨機一倉的長度，通常一倉采用φ20～φ50的鋼球進行配球，二倉采用φ8～φ16小規(guī)格鋼鍛，因微鍛表面積相對較大，可對細顆粒料進行高效研磨，同時降低研磨體直徑可延緩磨內(nèi)物料的流速，增加物料在磨內(nèi)的停留時間，加強研磨。
⑶ 在磨機尾倉內(nèi)增加活化襯板，可有效減緩物料在尾倉內(nèi)的流速，同時可增強小鍛的研磨功能，提高產(chǎn)品的比表面積。
⑷ 磨尾出料篦板為小篦縫5mm專用出料篦板（可在原基礎(chǔ)上進行改造），調(diào)整揚料板直徑以控制物料出磨流速。雙層隔倉板反端面采用帶有通風篦縫的護板，既保護了不銹鋼篩板不被研磨體磨蝕又加強了磨內(nèi)通風，促進合格細粉被及時排出磨機，減少過粉磨現(xiàn)象。
⑸ 選擇合適的磨內(nèi)通風速度，適宜風速0.8～1.0m/s，縮短合格細物料在磨內(nèi)停留時間，促進微粉和粉磨產(chǎn)生的熱量及時排出磨機，提高粉磨效率。
⑹ 磨尾下料處需加設(shè)翻板鎖風裝置且鎖風裝置應(yīng)靈活動作。
一般采用圈流工藝，可以明顯提高系統(tǒng)的臺時產(chǎn)量，減小單位產(chǎn)品的電耗，降低生產(chǎn)成本。磨機采用脈沖布袋除塵器除塵，風機電機采用變頻調(diào)速，以調(diào)節(jié)磨內(nèi)風速，控制物料流速和細度。
5 結(jié)語
綜上所述，目前國內(nèi)粉煤灰管磨機普遍存在的問題是：磨內(nèi)物料流速過快，料球比偏低、嚴重的“過粉磨”、各項技術(shù)參數(shù)不合理以及研磨體級配、襯板、隔倉板、出口篦板結(jié)構(gòu)缺乏針對性，它們是粉煤灰管磨機效率低、電耗高的主要原因。針對這些問題，我司成功開發(fā)了“閉路粉煤灰微粉管磨機技術(shù)”，對粉煤灰管磨機粉磨過程進行系統(tǒng)的改造，取得了良好的社會經(jīng)濟效益，已在國內(nèi)數(shù)十家企業(yè)得到應(yīng)用，證明一般能提高粉煤灰管磨機臺時產(chǎn)量35～40%，節(jié)電25%以上，并能提高粉煤灰的質(zhì)量等級，應(yīng)用前景廣闊。我們愿與致力于粉煤灰加工領(lǐng)域的同仁一道，為我國的資源再利用，生態(tài)環(huán)境保護和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展盡綿薄之力。
