Министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистан ўзбекистон республикаси

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕРМОФОСФОРНОГО ШЛАКА В ВИБРОМЕЛЬНИЦЕ 
Камилов Х.Х. Ташкентский архитектурно строительный институт 
 
Многие свойства вяжущих, в частности активность и скорость твердения, зависят не 
только от химического и минералогического состава, но и от удельной поверхности и 
гранулометрического состава получаемого материала. Кроме того, для каждого вида вяжущего 
устанавливается тонкость помола, рационально подобранная с точки зрения обеспечения 
определенного уровня свойств при оптимальном расходе энергоресурсов. Следовательно, 
процесс измельчения занимает одно из ведущих мест в затрате энергии при производстве 
вяжущих. Процесс характеризуется степенью измельчения, приростом удельной поверхности, 
величиной удельных затрат энергии на измельчение, гранулометрией измельченного 
материала. С этой точки зрения наиболее изученным является производство портландцемента и 
его разновидностей. 
Наиболее благоприятными для получения прочного цементного камня являются 
фракции частиц размерами 3 - 30 мкм. Фракция менее 3 мкм существенно влияет только на 
прочность цементного камня в наиболее ранние сроки твердения. Быстро гидратируясь, она 
дает максимальную прочность цементного камня уже через 1 сутки. В то же время крупные 
фракции, особенно более 60 мкм, гидратируются чрезвычайно медленно и почти не влияют на 
прочность цементного камня. Таким образом, чем выше содержание в цементе фракций 3 - 30 
мкм, тем более высокое качество вяжущего. В обычных цементах содержание данной фракции 
не превышает 40 - 50%, высокомарочных - 55 - 65, а особо прочных составляет свыше 70% /1./. 
Некоторые исследователи считают, что чрезмерное измельчение продукта не всегда 
целесообразно, так как частички 1 - 3 и даже 5 мкм быстро гидратируются влагой воздуха уже 
при кратковременном хранении цементов на складах, что значительно снижает активность 
материала. Некоторые исследователи предполагают, что эти высокодисперсные частички при 
затворении цемента водой гидратируются так быстро, что не участвуют в последующем его 
твердении /1/. 
Процесс измельчения в мельницах основан на принципе разрушения структуры 
материала только за счет механического воздействия на материал и в зависимости от типа 
мельницы происходит путем раскалывания, удара, истирания, раздавливания между 
параллельными плоскостями /2/.
Измельчение в мельницах, как правило, происходит в результате воздействия 
нескольких суммируемых сил. Например, в шаровых мельницах разрушение и измельчение 
материалов происходит, в основном, под действием удара и истирания, в вибрационной - 
сжатия и истирания (среза), в дезинтеграторной и струйной мельницах - удара и ударного 
отражения /3/. 
Размолоспособность 
электротермофосфорного 
(ЭТФ) 
шлака 
как 
основного 
алюмосиликатного компонента безобжигового щелочного вяжущего (БЩВ) изучали также 
помолом в лабораторной вибромельнице.
В вибромельнице измельчение происходит во вращающемся или вибрирующем 
барабане с помощью загруженных мелющих тел за счет удара и процессов истирания между 
ними, возникающих в ходе работы. Частота колебаний вибрационных мельниц сooтветствует 
частоте вращения электродвиrателя и составляет от 1500 до 3000 об/мин. Это позволяет при 
малых диаметрах барабана мельницы создавать в зоне контакта материала и мелющих тел 
необходимые для разрушения материала усилия. 
Исследования влияния продолжительности времени помола на значение удельной 
поверхности молотого в лабораторной вибромельнице ЭТФ шлака показали (рис. 1), что при 
диспергации в начальные 25 мин удельная поверхность молотого шлака достигает значения до 
1380 см
2
/г. Последующее продолжение помола до 40 мин позволило получить удельную 
поверхность молотого порошка в 2,6 раза выше, чем за начальный период и составило 4980 
см
2
/г. Следовательно, удельная поверхностная энергия твердого тела изменяется в процессе 
измельчения, так как с увеличением степени дисперсности относительное количество частиц, 
обнаженных по двум и трем плоскостям, увеличивается. 
Продолжение процесса помола показывает, что эффект увеличения значения удельной 
поверхности начинает резко падать. На наш взгляд, это связано с тем, что процессы 
преобразования механической энергии измельчения в потенциальную энергию, с еѐ 
аккумуляцией в форме увеличившегося химического реакционно способного потенциала 
измельчаемого вещества, является весьма затратным. Причем, по мере увеличения 
дисперсности измельчаемого вещества прирост удельной поверхности сопровождается все 
большими затратами подводимой энергии.
Так, если за первые 40 мин измельчения удалось обеспечить прирост значения удель- 

---

105 
ной поверхности до 4980 см
2
/г, то за следующие 40 мин – всего лишь на 1400 см
2
/г. Это 
означает, что в последующие 40 мин эффект измельчения снизился на 72%.
При исследовании влияния параметров измельчения на дисперсность алюмосиликатных 
компонентов в лабораторной вибромельнице изучали также влияние времени помола на 
гранулометрический состав порошков. 
Исследования по определению крупности частиц молотого ЭТФ шлака проводились в 
диапазоне от 0,04 до 400 m по методам лазерного и PID-технологий в субмикрообласти, 
которые позволяют определять диаметры частиц и прохождение луча между частицами.
Исследованиями установлено (табл. 1), что средний размер частиц молотого ЭТФ 
шлака с повышением значения удельной поверхности снижается и равен 18,15 ’ 13,88 m. Из 
полученных результатов следует, что преимущественно большое количество частиц находится 
в пределах размером от 1 до 75 m. Самые мелкие частицы имеют размер 0,063 m и 
составляют всего 0,06% объема (рис. 2-4). Самые крупные частицы имеют размер 400 m.