本發(fā)明涉及一種研磨包括具有不同可磨性的至少兩種熟料相（clinkerphase）的水泥熟料的方法。

大量的水泥是在生產(chǎn)不同尺寸的熟料結(jié)塊的窯中制造的。通常，結(jié)塊被供給到磨機中以便研磨成具有所期望的細度的水泥。幾種磨機類型是已知的，最常用的磨機是輥磨機和球磨機。研磨或碾磨是需要相當大的能量的步驟。因此，已進行了許多嘗試來優(yōu)化磨機和/或研磨過程。還已知添加研磨添加劑。

cn1410379a描述了一種用于利用串聯(lián)級聯(lián)的磨機來制備高級水泥的過程，其中，兩個或更多個開環(huán)或閉環(huán)的磨機系統(tǒng)被串聯(lián)連接，并且它們中的每一個根據(jù)細度和比表面積的需求進行控制。復制該文獻的圖1作為圖1。它示出了離開第一磨機的所有材料進入第二磨機。jp2004-188368a中示出了一種類似的方法。對于包含具有不同可磨性的相的熟料，該方法提供了較易于研磨的相比較難以研磨的相具有更高的細度。由于高含量的精細材料，磨機經(jīng)常不能理想地操作。

de19514971說明了一種用于特別是由水泥熟料來高效節(jié)能地生產(chǎn)精細材料的方法，該方法包括：（a）將預研磨階段的輸出調(diào)整到預研磨回路中的最大可允許粒度（particlesize）；（b）將材料與精細研磨階段的輸出混合；（c）將混合物供給到空氣分級階段中，以分離粗粒部分和細粒部分；（d）輸送用于在精細研磨階段中后研磨的粗粒部分；以及（e）排出細粒部分作為成品?？蛇x地，細粒部分經(jīng)歷第二分級，得到最終產(chǎn)品和較粗的產(chǎn)品，由此將該較粗的產(chǎn)品與精細研磨階段的輸出和來自空氣分級的細材料的混合物一起再循環(huán)到精細研磨階段中。該裝置在圖2中描繪。該方法是復雜的，并且需要非常大的空氣分級階段以應付預研磨階段和精細研磨階段的組合輸出。wo2009/043510a2中描述了一種類似的過程。

us4,690,335a、us4,783,012a和us5,110,056a提出使用作為第一階段的輥磨機、篩分器和第二下游磨機來優(yōu)化兩階段的研磨方法。由輥磨機產(chǎn)生的砂礫以一定比例返回到輥磨機，以維持組合的新鮮材料和砂礫的填充水平基本上恒定。

在us2012/012034a1中，例如波特蘭水泥和包括大量硅酸三鈣（c3s）、硅酸二鈣（c2s）、鋁酸三鈣（c3a）和/或四鈣鋁氧化物（c4af）的其他水泥之類的水硬水泥的粒度優(yōu)化成與類似化學成分的水泥相比具有增加的反應性，和/或與類似細度的水泥相比具有降低的水需求。為此，描述了允許防止過度研磨的各種研磨布置。

根據(jù)其摘要，jph03-112837a描述了一種方法，其使得能夠通過如下方式由一種熟料來生產(chǎn)具有不同組成的兩種水泥，即：通過首先粉碎熟料，將粉碎的水泥熟料分級成細熟料和粗熟料，并且各別地使熟料二次破碎，以獲得不同種類的水泥產(chǎn)品。

仍然沒有解決的問題是研磨包括不同可磨性的相的熟料。對于本發(fā)明，熟料相表示熟料的組分，如貝利特、ye'elimite等。熟料相通常不是純礦物，而是包含不同量的異質(zhì)離子，如在技術(shù)材料中典型的。例如，al可以部分地或甚至主要地被fe替代。不同可磨性的問題在較難以研磨的熟料相具有較小的反應性并且期望更精細的情況下是尖銳的。一個這樣的示例是貝利特-硫鋁酸鈣（bc）熟料，例如參見us2011/0073013a1和us2012/0085265a1，以及新開發(fā)的貝利特-硫鋁酸鈣-ternesite（bct）熟料，例如參見wo2013/023731a2、wo2013/023728a2和wo2013/023729a2。這些水泥包括硫鋁酸鈣或者ye'elimite和貝利特作為主相。ye'elimite易于研磨，并且貝利特難以研磨，但貝利特應具有更高的細度以提供所期望的水力反應性。

對于研磨波特蘭熟料和其他水泥成分，例如石灰石或高爐礦渣，也出現(xiàn)類似的問題。在這種情況下應用的解決方案是各別研磨組分，但這無法應用于bc和bct熟料，因為熟料相作為混合物從窯中出來。已知的方法不能獲得貝利特的完全反應性，或者ye'elimite被磨得比所期望的更細。這不僅需要能量，而且對水泥漿的和易性而言也是有問題的。精細材料增加了水的需求，但更多的水又降低了硬化漿料的機械性能。因此，必須添加化學外加劑來調(diào)整和易性，這是昂貴的并且不總是足以令人滿意地解決問題。

令人驚訝的是，通過以兩個步驟來研磨熟料，可以發(fā)現(xiàn)一種解決方案，其中，易于研磨的熟料相在第一磨機中被研磨至預定的細度，優(yōu)選為較易于研磨的相的期望的細度，第一磨機的輸出被供給到分離器中并被分成細粒部分和粗粒部分，該粗粒部分被轉(zhuǎn)移至第二磨機中并研磨至高于較易于研磨的相的期望的細度的較難以研磨的相的期望的細度，其中，將第二磨機的輸出與來自第一分離器的細粒部分結(jié)合，以獲得水泥。以這種方式，可以基本上與易于研磨的相分開地來研磨難以研磨的熟料相。結(jié)果，獲得了處于所期望的細度的兩種相，避免了不必要的能量消耗和裝置磨損，并且水泥不具有不期望的量的過度細的顆粒。在例如砂漿或混凝土的制備期間，在不添加化學外加劑的情況下，水泥顯示出漿料的理想反應性和最佳和易性。

因此，上述問題通過一種研磨包括具有不同可磨性的至少兩種熟料相的水泥熟料的方法來解決，該方法包括以下步驟：

-將所述水泥熟料供給至第一研磨階段；

-在所述第一研磨階段中研磨所述水泥熟料，其中，研磨功率和研磨時間的設置允許將較易于研磨的相研磨至預定的最大粒度，而較難以研磨的相維持大于所述預定的最大粒度的粒度；

-將所述第一研磨階段的輸出轉(zhuǎn)移至第一分離器，所述第一分離器將所述輸出分成具有所述預定的最大粒度的第一部分和具有更大的粒度的第二部分；

-將具有更大的粒度的所述第二部分轉(zhuǎn)移至第二研磨階段，以及

-在所述第二研磨階段中將具有更大的粒度的所述第二部分研磨至小于所述預定的最大粒度的最終的最大粒度。

該問題還通過一種由包括具有不同可磨性的至少兩種熟料相的水泥熟料制造水泥的方法來解決，該方法包括如下步驟，即：如前所述地研磨水泥熟料，并將第一部分（具有預定的最大粒度）與第二部分（在第一研磨階段之后具有較大的粒度，并被研磨至小于預定的最大粒度的最終的最大粒度）結(jié)合，以獲得水泥。如果來自第一研磨階段的細粒部分的預定的最大粒度大于該相的期望粒度，則來自第一研磨階段的細粒部分在混合之前經(jīng)受第三研磨階段。

因此，根據(jù)本發(fā)明，包括分離器的第一研磨階段被用于使熟料中的一個或多個較易于研磨的相與一個或多個較難以研磨的相分離，所述較難以研磨的相將被研磨得比較易于研磨的相更細。這是一種完全新穎的方法，并且與試圖通過使用多于一個研磨階段來提高研磨效率的現(xiàn)有技術(shù)提案完全不同，原因在于，根據(jù)本發(fā)明，來自第一研磨階段的較粗顆粒在第二研磨階段內(nèi)被研磨至比來自第一研磨階段的精細材料要高的細度?，F(xiàn)有方法旨在以均勻的細度作為最終結(jié)果，或單獨使用較細的部分。因此，這些方法不適于研磨bc$a(f)或bc$a(f)t熟料，其對較難以研磨的貝利特比對較易于研磨的ye'elimite和ternesite要求更高的細度。本發(fā)明的方法首次解決了這個問題。

根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例是從屬權(quán)利要求的主題并且在下文中詳細描述?？梢蕴砑釉谙挛闹忻枋龅牧硗獾牟襟E/裝置中的一個或多個來優(yōu)化所述方法。

所有的磨機可以是本身已知的任何類型，例如單室或多室的球磨機、中心排出磨機、立式輥磨機、沖擊式磨機、錘磨機、輥壓機、臥輥磨機（horomill）等。優(yōu)選的裝置是球磨機、輥壓機和立式輥磨機。磨機回路以本身已知的方式來構(gòu)造，以提供預定/期望的細度和吞吐量。具體而言，調(diào)整研磨時間、研磨功率及其他參數(shù)。

在第一研磨階段中，重要的是選擇磨機和研磨參數(shù)，使得將熟料的最/較易于研磨的一個或多個相研磨至比較難以研磨的相的粒度要細的粒度。理想情況下，基本上所有或大部分的最/較易于研磨的相被研磨至預定的粒度，并且基本上所有或大部分的較難以研磨的相保持在較粗的粒度。在第一研磨階段中，作為磨機的輥磨機、優(yōu)選為立式輥磨機或輥壓機是特別有用的，這是因為它提供了材料的最佳分離。在存在特別軟的研磨相時，甚至可以預見到使用破碎機（例如，顎式破碎機、錘式破碎機等）。

在第二研磨階段中，最重要的目的在于將包括較難以研磨的相的材料研磨至所期望的細度，而不浪費能量或產(chǎn)生具有過小粒度的顆粒。因此，第二研磨階段應具有確保實現(xiàn)該目的的類型的分離器或磨機。優(yōu)選地，第二磨機的輸出被供給到第二分離器，以分離足夠精細的部分，并將需要進一步研磨的部分再循環(huán)到第二磨機。對于第二研磨階段，優(yōu)選具有分離器的球磨機，該分離器優(yōu)選為篩分器或空氣分級器。

可以使用第三研磨階段或甚至更多的研磨階段。這在熟料包括易于研磨的相、難以研磨的相以及具有中間可磨性的一個或多個相的情況下是優(yōu)選的，其中，每個相需要不同的粒度以獲得最佳性能。對用于根據(jù)材料的可磨性來分離材料的每個研磨階段而言，都需要分離器，該分離器將較易于研磨并因此較精細的顆粒與其余的材料分開。附加的研磨階段還可用于研磨待添加到水泥的附加組分和/或被用于將較易于研磨的相研磨至比在第一研磨階段中獲得的更精細的粒度。

在每個研磨階段中，可以使用一個、兩個或甚至更多個磨機。有利地，每個研磨階段、并且甚至更優(yōu)選地每個磨機設有分離器。

分離可以在本身已知的靜態(tài)分離器、第一代、第二代、第三代的動態(tài)分離器、vrm分離器等中進行。

如本身已知的，可以包括分散器（disagglomerator），特別是當使用輥壓機時。

可以在研磨之前或在一個或多個研磨階段中將另外的組分添加到熟料。優(yōu)選地，將附加的組分添加到具有類似的可磨性或相同的期望細度的熟料相的研磨階段中。另外的組分可以是硫酸鹽載體、填料、輔助膠凝材料，例如飛灰、高爐礦渣、煅燒粘土等。另外的組分當然也可以單獨地研磨。

可以在每個特定的研磨階段處添加特別適合的助磨劑，以提高研磨和分離的效率。助磨劑的期望效果是減少顆粒聚集，從而限制細顆粒非期望地輸送到粗粒部分中，并且反之亦然。它們在所述發(fā)明中的使用可以改善具有不同尺寸和可磨性的顆粒的分離的銳度，并使得過程甚至更加高效。如果需要，可以使用包括能夠改善顆粒性能的化學試劑的助磨劑，例如促進劑、緩凝劑、增塑劑、流化劑、減水劑等，以賦予在每個研磨步驟中產(chǎn)生的顆粒部分附加的性質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的方法提供了一種水泥，其中所述或較難以研磨的相比所述或較易于研磨的相具有更高的細度。該方法基于如下令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，即：在包含具有不同可磨性的至少兩相的熟料中，具有分離器的第一研磨階段可以使較易于研磨的相基本上完全地與較難以研磨的相分開。轉(zhuǎn)移到第二研磨的非常少量的較易于研磨的相通常是沒有問題的。因此，各相可以在很大程度上被分立地研磨至最佳細度，使得獲得具有改善的反應性和和易性的水泥。

對特定的熟料相而言所需或期望的細度在本領(lǐng)域中是已知的，并且主要由水泥的預期用途確定。例如，根據(jù)blaine，對于典型的混凝土應用，c$a水泥熟料中包含的貝利特的有用細度范圍從3800cm²/g至4000cm²/g，而ye'elimite的細度應當?shù)痛蠹s200cm²/g至大約300cm²/g，或在貝利特的細度的60％至70％的范圍內(nèi)。自然地，當針對需要精細水泥的應用時，絕對細度顯著更高，而至少細度的絕對差異保持相同，在一些情況下，相對差異保持相同。

獲得的水泥可以按照所有已知的方式來進一步處理。通常，它將與化學外加劑和/或添加劑混合，以提供具有定制性質(zhì)的粘結(jié)料。根據(jù)本發(fā)明獲得的水泥可用于制造混凝土、砂漿、建筑化學產(chǎn)品以及用于已知水泥的其他用途。所述過程特別有利于生產(chǎn)具有相同性能、但比使用常規(guī)方法來研磨的水泥具有相對低的細度的水泥，以減少設計應用中的水需求或增加和易性。

將參照附圖來進一步說明本發(fā)明，而不將范圍限于所描述的特定實施例。本發(fā)明還包括所描述的并且特別是不排斥彼此的優(yōu)選特征的所有組合。與數(shù)值相關(guān)的如“大約”、“約”和類似表達的表征意味著包括多達10％的更高和更低的值，優(yōu)選為包括多達5％的更高和更低的值，并且在任何情況下包括至少多達1％的更高和更低的值，精確值是最優(yōu)選的值或極限。如果沒有另外說明，則以％或份數(shù)表示的任何量均以重量計，并且在懷疑是指所涉及的組合物/混合物的總重量的情況下。

在附圖中：

圖1示出了根據(jù)cn1410379a的研磨方法；

圖2示出了根據(jù)de19514971的研磨過程；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的研磨過程；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第二研磨過程；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第三研磨過程。

圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)的過程通過使用串聯(lián)連接的兩個磨機（mill）來優(yōu)化研磨。針對每個磨機，設置篩分器（sifter），該篩分器使磨至該階段中所期望的細度的材料與仍然較粗的材料分離。較粗的材料被再循環(huán)至前面的研磨階段中，較細的材料被轉(zhuǎn)移至后續(xù)的研磨階段。利用這種方法，包括比熟料的至少一個其他相易于研磨的相的熟料將產(chǎn)生如下水泥，即：其中，更易于研磨的相比更難以研磨的相要精細。由于在第二階段中通常存在大量比所需要精細（finerthannecessary）的材料，因此能量消耗高。

圖2中所示的改進的現(xiàn)有技術(shù)方法優(yōu)化了能量需求并且基本上避免了研磨至超過所需的細度。由水泥熟料（13）高效節(jié)能地生產(chǎn)精細材料包括以下步驟：（a）將預研磨階段（2）的輸出（14）調(diào)整到預研磨回路（30、32）中的最大可允許粒度；（b）將材料與精細研磨階段（6）的輸出（16）混合；（c）將混合物供給到空氣分級階段（airclassificationstage）（7）中，以分離粗粒部分（17）和細粒部分（10）；（d）輸送用于在精細研磨階段（6）中后研磨的粗粒部分（17）；以及（e）排出細粒部分（10）作為成品。然而，這意味著為空氣分級器處理大量材料，并且它仍然不允許單獨地調(diào)整具有不同可磨性的熟料相的細度。

圖3中所示的根據(jù)本發(fā)明的方法原則上使用類似的裝置，然而，材料流是不同的。熟料100被供給到第一磨機101。第一磨機101的輸出被供給到第一分離器102，該第一分離器102將所述輸出分成具有在磨機101之后所期望的粒度的材料103和具有高于對磨機101的輸出而言所期望的粒度的粒度的材料200。細材料103包含基本上大部分較易于研磨的相，并且被轉(zhuǎn)移到儲存器或混合階段105。粗材料200包含基本上大部分較難研磨的相，并且被供給到第二磨機201中。在那里，它被研磨到所期望的細度，該細度比材料103的細度要精細。通常，第二分離器202被分配給第二磨機201，使得第二磨機201的輸出可以被分成足夠細的材料203和再循環(huán)到第二磨機201中的材料204。當然，在磨機201提供期望的粒度分布時，將可以在沒有分離器202的情況下操作第二磨機201。來自第二磨機201的足夠細的材料203與儲存器或混合階段105中的來自第一磨機101的細材料103結(jié)合，以提供包括較易于研磨的相的水泥106，該較易于研磨的相與較難以研磨的相相比具有更細的細度。

圖4中所示的變體使用附加的單獨精磨階段，其具有第三磨機301、分離器302、返回到磨機301的材料304和輸出303，用于在第一研磨階段之后分離出的易于研磨的相103。在其他方面，該方法與圖3中所示的方法沒有區(qū)別。例如，當較易于研磨的相必須在第一研磨階段中被研磨至高于最大粒度的所期望的最終粒度以確保相的良好分離時，這是有用的。

圖5中所示的另一變體使用單獨的研磨階段來單獨研磨其他水泥成分400，例如輔助膠凝材料（例如，飛灰、高爐礦渣、火山灰材料等）和/或石灰石或其他填料和/或硫酸鹽載體等。在磨機401中研磨的材料400被供給到分離器402，在那里，足夠細的材料403與較粗的材料404分離并輸送到成品106，并且仍然粗的材料404被再循環(huán)至磨機401中。當然，在磨機401提供期望的粒度分布時，將可以在沒有分離器402的情況下操作該磨機。

圖3、圖4和圖5中所示的方法還允許在101、102、201、202、301、302、401和402中的任何一個或多于一個磨機或分離器中添加例如石膏或其他固化調(diào)節(jié)劑（setregulator）或水泥成分，這取決于所添加的材料的細度和可磨性及其所期望的細度。

根據(jù)本發(fā)明的方法的益處用貝利特-硫鋁酸鈣（belite-calciumsulfoaluminate）熟料來展示。該熟料包含兩個主相，貝利特和ye'elimite或c2s和c4a3$，在水泥化學符號中縮寫氧化物如下：h–h2o，c–cao，a–al2o3，f–fe2o3，m–mgo，s–sio2以及$–so3。當然，所有相都可以包含不同量的異質(zhì)離子，例如，鋁a可以部分地（或甚至主要地）被鐵f替代，如在技術(shù)產(chǎn)品中常見的。在通過研磨這樣的熟料獲得的水泥中，貝利特（belite）c2s主要有助于最終強度，并且ye'elimitec4a3$加添加的硫酸鹽負責早期水化和強度發(fā)展反應。那些相在可磨性方面顯著不同。貝利特比ye'elimite更難研磨，但需要更高的細度以提供足夠的強度發(fā)展，以及如果適用，則提供足夠的石灰，以適當?shù)鼗罨砑拥妮o助膠凝材料/與之反應。

利用如圖3中所示的方法來研磨熟料提供基本上全部或大部分的ye'elimite作為相103，并且提供基本上全部或大部分的貝利特作為相200，其中，第一磨機101是輥壓機、球磨機或立式磨機。貝利特隨后在磨機201中被研磨至所期望的更高細度?；旌舷?03和203提供了如下水泥，即：該水泥包含精細研磨和高反應性的貝利特以及較粗的ye'elimite，使得它不損害和易性（workability）。

附圖標記列表：

圖1

1第一篩分器

2第一磨機

3第二篩分器

4第二磨機

圖2

1用于熟料的儲存器

2預研磨機

3運輸裝置

4臨時存儲

5斗式輸送機

6細磨機

7篩分器

10細粒部分

13熟料

14預研磨機的輸出

15體積劑量排放裝置

16細磨機的輸出

17粗粒部分

30篩分站

32再循環(huán)裝置

圖3、圖4和圖5

100熟料

101第一磨機

102第一分離器

103來自第一磨機的輸出的細材料（易于研磨的相）

105儲存器或混合

106水泥

200來自第一磨機的輸出的粗材料

201第二磨機

202第二分離器

203來自第二磨機的輸出的細材料（難以研磨的相）

204來自第二磨機的輸出的粗材料

301第三磨機

302第三分離器

303來自第三磨機的細材料

304來自第三磨機的粗材料

401第四磨機

402第四分離器

403來自第四磨機的細材料

404來自第四磨機的粗材料。