我國(guó)是水泥生產(chǎn)大國(guó)，2007年全國(guó)規(guī)模以上水泥產(chǎn)量13.5億噸水泥，2008年時(shí)13.88億噸，而2009年則達(dá)到了16.3億噸。水泥生產(chǎn)消耗著大量的能源和資源。如何節(jié)約能耗，減少CO2排放？在成本和社會(huì)責(zé)任面前，這是水泥生產(chǎn)廠家必須直面的問題。
1、存在的問題
1.1混合粉磨導(dǎo)致混合材摻入量上不去
當(dāng)前我國(guó)水泥生產(chǎn)工藝絕大多數(shù)采用的是原材料混合粉磨。
混合粉磨的混合材一般是粉煤灰、礦渣、石膏、石灰石等。混合粉磨出的產(chǎn)品之比表面為假象比表面積。如32.5R復(fù)合水泥，當(dāng)其比表面積為370-380m2/kg時(shí)，其礦渣比表可能≤280m2/kg，水泥比表可能≤350m2/kg，而粉煤灰比表可能≥420m2/kg。
實(shí)際上礦渣只有磨到比表面積420-430 m2/kg時(shí)，其活性才能激發(fā)出來。粉煤灰磨到550-600m2/kg時(shí)，其玻璃體才能打破。活性才能激發(fā)出來，事實(shí)上，電廠收來的一級(jí)灰比表已達(dá)420m2/kg，不磨直接摻進(jìn)去，也就是填充料。
這種混合粉磨的結(jié)果是，水泥成品混合材摻入量上不去。摻多了3d早強(qiáng)上不去。摻少了又不經(jīng)濟(jì)。
1.2混合粉磨浪費(fèi)了熟料
日本、印度、歐盟國(guó)家只磨52.5純水泥，因?yàn)?2.5純水泥顆粒徑在3-30um之間，這個(gè)粒徑區(qū)段正好是水化作用的最佳區(qū)段，其它低標(biāo)號(hào)水呢粒徑區(qū)段都不在這個(gè)范圍之內(nèi)，大量的熟料被當(dāng)作填充用掉了。
燒成1T水泥熟料，向天空排放1TCO2。我們應(yīng)當(dāng)用最少的熟料提供最多的商品水泥，這就是要求我們必須把熟料粉磨到3-30um粒徑區(qū)段，使物盡其用。
國(guó)內(nèi)也有少數(shù)企業(yè)作過分別粉磨，終因電耗高、投資大而放棄。這主要是因?yàn)樗麄冊(cè)诩?xì)節(jié)上沒有做到位而失效。
1.3預(yù)粉磨技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距
粉煤灰在磨到比表430m2/kg之前是一種優(yōu)良的助磨劑，起到提升管磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量作用，給人以比表假象，但磨到比表≥430m2/kg以后，電耗直線上升，而比表值原地不動(dòng)。
要想把粉煤灰摻入量提高，早強(qiáng)不受影響，必須將其內(nèi)部玻璃體打破。
粉煤灰含鋁和硅，而礦渣含鈣，兩者結(jié)合是優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，早強(qiáng)會(huì)進(jìn)一步提高。
管磨機(jī)作為水泥終粉磨有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：即顆粒形態(tài)自然，立磨等料床粉磨的水泥成品和管磨的水泥成品在同等條件之下，早強(qiáng)相差6-7Mpa。
但管磨機(jī)最大的缺點(diǎn)是電耗高、效率低。為了解決這個(gè)問題，人們運(yùn)用預(yù)粉磨的辦法來減小入磨機(jī)的粒徑，取得了很好的效果。預(yù)粉磨技術(shù)近十多年在西方和日本發(fā)展的很迅速。預(yù)粉磨功率從早期占系統(tǒng)30%，發(fā)展到120%。德國(guó)洪堡公司采用高壓輥壓機(jī)，其壓力值達(dá)20-22Mpa。兩輥之間傳遞扭矩≥100KN/CM，兩輥之間推力在155-165t。其料餅被打散后比表值≥200m2/kg。進(jìn)入管磨機(jī)后，大大降低了管磨機(jī)的邦得功指數(shù)，使管磨機(jī)效率大大提高。一般這類生產(chǎn)線磨52.5純水泥比表值在360m2/kg時(shí)，系統(tǒng)配置功率≤33KWh/t。
日本走簡(jiǎn)易立磨作為預(yù)粉磨道路，這種立磨為機(jī)械卸料，沒有選粉機(jī)。這種機(jī)器大壓力、大扭矩、低轉(zhuǎn)速。預(yù)粉磨后的半成品比表≥150m2/kg，但其顆粒在1500倍顯微鏡下顯示都發(fā)生了晶格裂紋，也降低了管磨機(jī)的邦得功指數(shù)。這類生產(chǎn)線磨52.5純水泥比表值在370m2/kg時(shí)，系統(tǒng)配置功率也≤33KWh/t。
國(guó)內(nèi)目前預(yù)粉磨用的較多是國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)，由于國(guó)產(chǎn)工業(yè)化水平滯后。軸承、液壓件、耐磨材料等問題。一般是在8Mpa左右工作。作為降低壓力，保證運(yùn)轉(zhuǎn)率是可以的。但其料餅打散后比表一般100-110m2/kg左右。而且粒內(nèi)沒有發(fā)生晶格裂變。所以達(dá)不到世界先進(jìn)水平。一般運(yùn)行好的混磨生產(chǎn)線32.5R復(fù)合水泥電耗在30KWh/t。差的能達(dá)到36-37 KWh/t（因?yàn)榛炷饺牒芏喾勖夯摇⑹沂龋褪侵蕹@些助磨劑，折合成純水泥就是38 KWh/t）。
如果折合成純52.5水泥，我國(guó)比日本約高10 KWh/t。比印度高出7-8 KWh/t。這就是我們當(dāng)前的差距。我國(guó)2007年據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)了約14億噸水泥。節(jié)能減排的空間是很大的。
在管磨機(jī)之前增加球破機(jī)或棒破機(jī)的方向是對(duì)的，但前后細(xì)節(jié)工藝一定要處理好，否則節(jié)能就不能完全作到位。
1.4不要過分依賴選粉機(jī)
水泥是磨出來的，不是選出來的。日本發(fā)明了O-Sepa選粉機(jī)，但日本在我國(guó)的幾家水泥企業(yè)（江南小野田、秦皇島、煙臺(tái)等）O-Sepa選粉機(jī)的作用都不是很關(guān)鍵的。
1.5關(guān)于開路和閉路
在高比表預(yù)粉磨（比表≥200m2/kg 或≥150m2/kg）系統(tǒng)時(shí)，盡量用開路為好。在預(yù)粉磨后有晶格裂紋的系統(tǒng)時(shí)，也盡量用開路為好。
開路簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)率比閉路要高，投資節(jié)省很多。
1.6關(guān)于過粉磨、磨溫和配球
為了避免發(fā)生過粉磨和磨內(nèi)溫度高，使水泥成品發(fā)生假凝。在高效預(yù)粉磨之后的管磨機(jī)配球和劃分上要作到精細(xì)對(duì)待處理，應(yīng)當(dāng)根據(jù)預(yù)粉磨后半成品的套篩分組，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來決定球和段的直徑、噸位。
決不能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和比表值和篩余細(xì)度值來盲目配球。高比表預(yù)粉磨后，管磨機(jī)的頭倉球徑一般都<Φ40mm。千萬不要因磨內(nèi)溫度高，又返回去上選粉機(jī)。
1.7關(guān)于預(yù)粉磨之效率
管磨機(jī)的效率取決前面預(yù)粉磨的效率，預(yù)粉磨效率有3個(gè)指標(biāo)：比表面積≥150m2/kg；最大顆粒徑≤1.0mm（不是平均粒徑）；粒內(nèi)晶格發(fā)生裂變（1500倍鏡顯）。
無論用哪一種預(yù)粉磨機(jī)器都要符合以上體積假說、面積假說、裂紋假說的原理。
2、水泥粉磨工藝的幾個(gè)問題及其發(fā)展趨勢(shì)
盡管我國(guó)現(xiàn)在以混合粉磨為主。大家都習(xí)以為常。但分別粉磨，高比表（晶格裂變）預(yù)粉磨是水泥粉磨工藝發(fā)展的必然方向。分別粉磨時(shí)的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)這樣才算先進(jìn)：粉煤灰比表磨到550-600m2/kg時(shí)，電耗不能≥25KWh/t；礦渣（不是爐渣）比表到430m2/kg時(shí)電耗不能≥55KWh/t；52.5純水泥比表到360m2/kg時(shí)，配置電耗不能≥32KWh/t。只有這樣，我們才算把水泥成品粉磨電耗降下來，這需要我們不懈地努力。
