摘要：针对原料易磨性差的问题，公司引进了矿化剂技术，并将其应用于生产实践中，显著提升了生料立磨的研磨效率，通过优化生料细度，有效改善了生料的易烧性，同时降低了液相形成温度，实现了熟料煤耗的显著减少。矿化剂技术的应用还成功解决了熟料强度不足的问题，熟料28 d抗压强度平均提升2.8MPa，本文介绍矿化剂在提升立磨研磨效率、降低能耗以及增强熟料强度方面的具体应用及效果。
关键词：矿化剂；降低能耗；熟料强度
1 生产情况
某公司现有一条5000t/d熟料生产线，配备Ф4.8m×74 m回转窑及ATOX50生料立磨。生产线以石灰石、砂岩、煤矸石及铁粉污泥为主要原料进行配料生产，其中石灰石来源于自有矿山，原料化学分析见表1。原煤采购陕西某地区优质煤，原煤工业分析结果稳定(见表2)。由于原料易磨性差(见表3)，以及石灰石中MgO含量偏高(达3.59%)，导致生料立磨研磨效率低，生料细度粗导致易烧性差，同时熟料28 d抗压强度也较低，仅为54 MPa，已无法满足当前市场的竞争需求。
为了降低能耗并提高熟料强度该公司在生料立磨生产过程中引入HB-K201矿化剂进行试验。试验结果表明，使用矿化剂后，生料立磨研磨效率明显提升，熟料28 d抗压强度也提升至56.8MPa，取得了显著的效果。
2矿化剂原理及使用方式
本次引进矿化剂的主要成分为聚公多元醇甘油(85%～90%)，包括甘油类、聚甘油酯类和水，有效成分大于90%。这种矿化剂的比重为1.3，外观为棕色液体，pH值在7～8，具有高活性成分、强表面活性和强分散性。矿化剂对生产的主要影响有：①减少生料团聚，使颗粒分布变窄，优化生料颗粒分布；②促进石灰石分解和硅质熔融扩散，改善易烧性，从而减少用煤量；③通过氧传递效应降低燃烧活化能，促进煤粉均相燃烧，减少原煤用量。矿化剂为液体状态，投加使用方式由耐腐蚀计量泵在入磨配料皮带上以生料立磨台时产量的1‰比例进行添加，见图1。
3 试用后生产情况分析
3.1 生料立磨 自2024年4月3日起，我公司开始试用生料矿化剂。在试用前，生料立磨的平均台时产量为420 t/h，且80 mm筛筛余为17%。为进一步提升熟料强度并降低水泥生产成本，提高了选粉机转速设定值，由895 r/min提升至910 r/min，以减小生料80 mm筛筛余细度，从而提高生料的易烧性。经过对试验数据的统计分析发现，在试用生料矿化剂后，生料80mm筛筛余细度的均值显著降低，由17%降至15%(见图2)。同时，生料立磨的台时产量保持在420 th，未发生明显变化。此举有效提升了生料立磨的研磨效率，并显著增强了生料的易烧性。使用矿化剂前后生料磨DCS控制画面见图3。
3.2 回转窑
(1)在维持入窑生料、熟料三率值及回转窑煅烧工况稳定的前提下，引入了生料矿化剂，并对其进行了一系列严格的测试，以评估其对熟料煅烧质量的影响。生料和熟料分析结果见表4。经过试验验证，该矿化剂能有效提升生料的易烧性能，显著增强石灰石的分解速率，并进一步优化石灰石等原材料的活性。在煅烧过程中，该矿化剂能够促进硅酸盐矿物的快速形成，从而显著提升熟料的强度。 由于采用了生料矿化剂并降低了生料细度，生料的易烧性显著提升。熟料3d抗压强度均值由30.2 MPa提升到31.7 MPa；28 d抗压强度均值由54.0 MPa提升至 56.8 MPa。这一改进不仅优化了生产工艺，更实现了水泥生产成本的有效降低。使用矿化剂前后熟料抗压强度对比见图4。
(2)在煅烧过程中，该矿化剂可显著降低液相形成温度，降幅达到30～40℃，进而有效减少熟料煤耗。在本次试用期间，我们严格保证生料成分不变、原煤质量稳定以及熟料煅烧工况的一致性。熟料标准煤耗均值由96.49 kg/t降低至94.7kg/t，实物煤耗减少了约2.45 kg/t。证明了生料矿化剂在提升煅烧效率，降低能耗方面的积极作用。使用矿化剂前后窑系统DCS画面及熟料标准煤耗对比分别见图5和图6。
4 效益对比分析 生料矿化剂试用期间已达到预期效果，熟料28 d抗压强度提升2.8MPa，吨熟料实物煤耗降低2.45 kg/t，经济效益分析如下。 (1)矿化剂使用量为生料量的千分之一，每吨生料成本增加 0.001×2442.5元/吨=2.44元/吨；全年生产熟料 100万吨，生料配料系数按1.55计算，生料用量155万吨，矿化剂年消耗费用为378.2万元。 (2)使用矿化剂后熟料28 d强度提高2.8 MPa.用于水泥生产的熟料约降低4%，按照熟料制造成本200元/吨、混合材40元/吨计算，吨水泥配料成本节约4%×(200-40)=6.4元/吨，全年计划生产水泥100万吨，降低水泥配料费用为 640万元。 (3)吨熟料实物煤耗降低2.45 kg/t，吨熟料成本降低2.45×778.76/1 000=1.91元/吨，全年生产熟料100万吨，原煤节约费用为191万元。 综合计算，综合费用约降低640万元+191万元-378.2万元=452.8万元。
5 结束语
本文探讨了矿化剂在生料制备过程中的实际应用效果，分析了生料矿化剂对生料的影响及使用矿化剂后的生产数据。本次生料矿化剂的试用取得了显著成效，矿化剂在提升生料易磨性、易烧性方面表现较好，同时能够显著降低能耗，有效提高熟料强度，为公司带来了显著的经济效益，也为后续生料矿化剂的应用提供了实践经验。
作者：诸葛瑞东，诸葛瑞康，胡艳军 单位：临沂中联水泥有限公司 费县沂州水泥有限公司 来源：水泥2025年第1期
