一、超细活化矿渣微粉的应用

1、水泥

生产水泥平均需要75%左右的熟料，我们研究利用比表面积500㎡/㎏以上的活化矿渣微粉生产水泥，熟料的掺加量可以减少到30%以下，可节省熟料40%左右，水泥质量达到国家标准要求。

新疆某钢铁公司水泥厂利用65%以上的活化矿渣微粉（含活化剂A、B、C）分别掺入自产熟料、普硅水泥、复合水泥中，检测数据如下：见表1

表1  新疆某水泥厂利用65%的活化矿渣微粉掺入熟料、水泥检测数据

利用35%硅酸盐熟料掺入到65%活化矿渣微粉中，可生产符合国家标准的42.5级水泥，后期强度均超过硅酸盐熟料的后期强度；利用25%硅酸盐熟料掺入到75%活化矿渣微粉中或利用35%水泥掺入到65%活化矿渣微粉中，可生产32.5级水泥强度的环保水泥。

2、水泥制品

利用活化矿渣微粉生产水泥制品同样可以降低水泥用量，提高水泥制品的强度。四平市宏桥水泥技术研究所于2007年5月与云南玉溪市新玉建材有限公司合作，利用活化矿渣微粉试生产免烧砖，减少水泥用量80%，经过玉溪市技术监督局检测：7天抗压强度达到15.34Mpa，超过2008年6月1日执行的28天抗压强度达到15Mpa的国家新标准，材料成本比原来的材料成本降低50%左右，得到玉溪市政府经委墙改办、生产单位的认可。强度指标见表2

表2  新玉建材公司砖厂采用活化矿渣微粉生产免烧砖前后强度对比

3、混凝土

活化矿渣微粉应用在商品混凝土公司（建筑公司），可等量代替各种标号混凝土中的部分水泥用量40%左右，降低生产成本。

活化矿渣微粉填充于水泥混凝土的孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度，同时将强度较低的Ca(OH)2晶体转化成为强度较高的水化硅酸钙凝胶，从而使水泥混凝土的一系列性能得到显著改善。混凝土的和易性能好、脱膜快，早期、后期强度高；改善水泥混凝土的抗渗性、抗冻性、增加塌落度，提高混凝土强度。

4、国家重点建筑工程

活化矿渣微粉应用在机场、国防等国家大型建筑工程、应用水坝、水下、隧道工程不仅强度高，而且防渗漏；应用道路、海港、防腐蚀工程，可抑制盐碱腐蚀，减少水泥中C₂S和C₃S与海水盐碱反应，延长工程使用寿命。

二、生产超细活化矿渣微粉效益

1、良好的社会效益

1.1  节约能源

水泥产业是消耗能源大户，生产熟料需要大量的优质煤炭和大量的电能。机立窑、干法旋窑生产熟料平均需要电力在20kwh/t左右，每生产1.0公斤硅酸盐水泥熟料，需要燃料平均在900～700大卡热量，相当于每生产1.0吨硅酸盐水泥熟料，需要优质煤炭0.145吨左右。

利用活化矿渣微粉生产水泥节省40%的熟料，就意味着，每生产1.0吨水泥可以节省0.058吨左右的煤炭，节省8.0kwh左右的电能。

我国矿渣资源丰富，年产水泥13亿多吨，如果超细活化矿渣微粉技术能在全国推广、应用生产3.0亿吨矿渣水泥，每年可节约优质煤炭1740万吨，节约电能24.0亿kwh。

1.2  节约电能

在普通的球磨机生产中，单独粉磨矿渣的平均电耗是粉磨水泥的2～3倍。按邦德方法计算，粉磨功指数为23kwh/t的矿渣，产品比表面积达到450㎡/㎏时，常规配球的φ1.83m×7.0m开流磨产量仅为1.5t/h，而φ2.4m×13m开流磨产量尚不足7t/h（参考文献：罗凡等，矿渣粉磨特性及其相关参数的探讨《水泥》2002.01）。

国内外多数企业利用开路球磨机生产矿渣微粉，在不掺粉煤灰的情况下，比表面积450㎡/㎏以上时，电耗达到90kwh/t～130kwh/t，统计数据见表3

表3  矿渣微粉比表面积450㎡/㎏以上，各规格开路球磨机产量与电耗

我们利用开路球磨机生产超细活化矿渣微粉，在不掺入粉煤灰的情况下，矿渣活化微粉比表面积≥450㎡/kg时，电耗控制在50～60kwh/t。比国内外生产相同比表面积的矿渣微粉，电耗降低40%、产量提高80%左右，见表4

表4  超细活化矿渣微粉比表面积450㎡/㎏以上，各规格开路球磨机产量与电耗

1.3  保护环境

露天储存的冶炼废渣堆存侵占土地，污染毒化土壤、水体和大气，严重影响生态环境。超细矿渣活化微粉项目本身无污染，消耗露天储存的冶炼废渣，治理环境污染。

1.4 保护耕地

本项目可减少因冶炼废渣堆存侵占的土地，利于当地钢铁企业发展；利用超细活化矿渣微粉生产免烧砖比普通免烧砖技术生产成本低、强度高，替代黏土砖，保护耕地，利于国家墙改政策推广。

2、巨大的经济效益

2.1 节约电力效益

以φ3.2m×13m开路球磨机（主机1600kw）生产比表面积450㎡/㎏以上的矿渣活化微粉为例，台时产量28吨，比矿渣微粉的生产方式增加台时产量10吨，设备运转率按照90%计算，全年可生产超细活化矿渣微粉22万吨，每吨降低电耗40kwh/t。全年节省电耗880万kwh，电价按照0.5元/kwh计算，全年节约电费440万元。

2.2  增产效益

利用活化微粉技术每小时增产10吨矿渣微粉，每年（设备运转率90%）可多生产7.88万吨活化矿渣微粉，如果按照活化矿渣微粉增值80元/吨计算，每年增产效益630万元。

2.3  活化矿渣微粉成本

矿渣采购价格如果按照50元/吨计算，矿渣经过烘干后，包括水分挥发和燃料等费用，干矿渣基本价格小于75/吨；电价按照0.5元/kwh计算，加工成本费用小于55元/吨（其中包括电费、设备维修、人工费、活化剂费用），超细活化矿渣微粉生产成本小于130元/吨。

2.4  生产水泥减少熟料用量

熟料价格如果按照280元/吨计算，超细活化矿渣微粉130元/吨的生产成本与熟料差价在150元左右。

生产水泥平均需要75%左右的熟料，利用超细活化矿渣微粉生产水泥可把熟料用量减少到30%以下，减少熟料用量40%以上，水泥生产成本最少可降低50元/吨左右。

2.5  应用水泥制品、混凝土减少水泥用量

水泥价格如果按照280元/吨计算，超细活化矿渣微粉130元/吨的生产成本与水泥差价在150元/吨左右。

水泥制品、混凝土生产平均需要水泥350㎏/吨，利用超细活化矿渣微粉生产水泥制品、混凝土，水泥用量减少40%左右，生产成本最低可降低20元/吨左右。

三、应用前景

国内大多企业生产S75级矿渣微粉仅仅是局限于降低生产成本方面，其实，活化矿渣微粉更主要的价值在于提高混凝土的综合性能。活化矿渣微粉比表面积达到450～550㎡/㎏，具有很高的活性，不但可以替代50%水泥用量，而且混凝土的和易性能好、脱膜快，早期、后期强度高；可改善水泥混凝土的抗渗性、抗冻性、增加塌落度等。

机场、码头、水电站、桥梁等国家重点工程，需要S95级、S105级高质量的活化矿渣微粉，其应用前景十分广阔。正在修建的哈尔滨到大连的高速铁路客运专线，设计规定混凝土必须掺入一定比例S95级矿渣微粉。

国家新出台《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中华人民共和国国家标准《GB/T 18046—2008》于2008年7月1日执行，废除《GB/T 18046—2000》标准，S105级比表面积由≥350㎡/㎏修改为≥500㎡/㎏，体现生产高比表面积高活性指数矿渣微粉势在必行。

四平市宏桥水泥技术研究所

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