專利名稱：一種增強(qiáng)型水泥助磨劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥助磨劑及其制備方法，尤其是涉及ー種增強(qiáng)型水泥助磨劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
粉磨是水泥生產(chǎn)過程中的ー個重要環(huán)節(jié)。隨著粉磨技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已出現(xiàn)了立磨、小行星磨等新型粉磨設(shè)備；然而，由于這些設(shè)備的制造成本高且對成品水泥顆粒性能影響不明，其在短期內(nèi)仍不能在水泥生產(chǎn)中廣泛使用。在水泥熟料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善匪嗟倪^程中，大多數(shù)水泥生產(chǎn)商還是使用傳統(tǒng)的球磨機(jī)進(jìn)行水泥粉磨。球磨機(jī)最早應(yīng)用于礦石的粉碎，使其粒度減小，比表面積增加。盡管球磨機(jī)的使用已有相當(dāng)長的時間，但是球磨機(jī)粉磨效率低這ー缺點并沒有得到根本的改善。在磨機(jī)所消耗的能量中，相當(dāng)一部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷?、·熱能等，而真正用干物料粉磨的能耗不足磨機(jī)總能耗的5%。水泥助磨劑是ー種提高磨機(jī)粉磨效率、改善水泥性能的化學(xué)外加劑，一般是直接加入水泥磨機(jī)內(nèi)或是通過加到水泥熟料入磨皮帶上，同水泥熟料或者其它混合材一起進(jìn)入水泥磨進(jìn)行粉磨的。助磨劑隨水泥熟料進(jìn)入磨機(jī)后，它被吸附在物料顆粒表面和裂紋上。由于助磨劑具有極性分子結(jié)構(gòu)特征，它所提供的外來離子一方面中和了水泥熟料在粉磨過程中因為摩擦而產(chǎn)生的靜電電荷，減小了微細(xì)顆粒聚集的能力，使熟料顆粒與粉磨介質(zhì)分離，減少或防止了粘球、糊磨現(xiàn)象。另ー方面，助磨劑在物料粉磨過程中起著平衡顆粒表面過剩價鍵的作用。它引入的外來離子平衡了新形成表面上未飽和的電價鍵、使表面能降低，由此消除或減弱裂紋重新愈合、顆粒再次聚集的趨勢。助磨劑的使用不但使水泥顆粒達(dá)到更好的分散狀態(tài)，也同時提高了水泥顆粒的易碎性。水泥助磨劑的使用能夠提高球磨機(jī)的粉磨效率和単位時間的磨機(jī)產(chǎn)量、減小磨機(jī)的能耗和損耗，從而降低水泥的生產(chǎn)成本。國外水泥廠使用助磨劑已有數(shù)十年的歷史，且國外的水泥粉磨絕大多數(shù)都使用助磨劑，使用助磨劑，簡單有效，如使用得當(dāng)可提高10% 40%的粉磨效率。我國2011年水泥的產(chǎn)量達(dá)到20. 6億噸，占世界水泥產(chǎn)量的60%左右，國內(nèi)廠家生產(chǎn)的助磨劑在效果和穩(wěn)定性上與國外的產(chǎn)品還有很大的差距。大多數(shù)水泥助磨劑企業(yè)都是采用購買化工原料復(fù)配的生產(chǎn)エ藝，進(jìn)入這ー產(chǎn)業(yè)的門檻較低，絕大多數(shù)水泥助磨劑企業(yè)生產(chǎn)エ藝落后、管理不規(guī)范，產(chǎn)品質(zhì)量和性價比不高。目前，我國水泥助磨劑產(chǎn)品有粉體和液體兩種形態(tài)，液體摻量為O. 029Γ0. 2%，粉體摻量為O. 59Γ1. 0%，南方企業(yè)使用液體產(chǎn)品較多，北方部分企業(yè)使用粉體產(chǎn)品。我國水泥助磨劑專利大部分為粉體產(chǎn)品(其中大多數(shù)產(chǎn)品含有各種早強(qiáng)劑)，而粉體助磨劑中的主要成分是氯鹽和硫酸鈉。但是，氯鹽中的氯離子是引起鋼筋銹蝕，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要原因，硫酸鈉中的硫酸根離子與水泥中的鈣離子生成硫酸鈣，其膨脹系數(shù)大，導(dǎo)致混凝土膨脹開裂，因此，粉體助磨劑加入到水泥中會造成ー些潛在的危害
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種增強(qiáng)型水泥助磨劑及其制備方法，使用該水泥助磨劑，能提高水泥的強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，降低成本。本發(fā)明之增強(qiáng)型水泥助磨劑，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成三こ醇胺5 — 20%，ニこ醇單異丙醇胺5 — 20 %，ニ異丙基單こ醇胺20 — 50 %，丙ニ醇5 — 8%，木質(zhì)素磺酸鹽2 —8%，月桂醇硫酸鈉3 — 10%，腐殖酸鈉3 — 10%，水10 — 30%。其中所述木質(zhì)素磺酸鹽優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-50%的木質(zhì)素磺酸鈉和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50-70%的木質(zhì)素磺酸鈣的混合物。本發(fā)明之增強(qiáng)型水泥助磨劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將10— 30wt%的水注入反應(yīng)釜中，加熱至30 — 600C (優(yōu)選35_50°C )，加入3 —IOwt%的月桂醇硫酸鈉,攪拌5-25min(優(yōu)選8_12min)；
(2)加入3— 10 wt%的腐埴酸鈉,攪拌3 — 8min (優(yōu)選5min),再加入2 — 8wt%的木質(zhì)素磺酸鹽，攪拌10_30min (優(yōu)選12_18min)；
(3)將步驟(2)所得溶液冷卻至室溫，加入5-8wt%的丙ニ醇，攪拌5-25min (優(yōu)選8_18min)；
(4)加入5— 20wt%三こ醇胺、5 — 20 wt %的ニこ醇單異丙醇胺、20 — 50 wt%的ニ異丙基單こ醇胺，攪拌10-30min (優(yōu)選15_25min),得水泥助磨劑產(chǎn)品。所述木質(zhì)素磺酸鹽、腐殖酸鈉為顆粒度為80-120目的干燥粉末。研究表明，本發(fā)明所制備的增強(qiáng)型水泥助磨劑，在提高粉磨效率及增加水泥強(qiáng)度方面均有顯著效果。采用本發(fā)明，充分利用了エ業(yè)廢棄物及其副產(chǎn)物，在常用組分的基礎(chǔ)上加入了ニこ醇單異丙醇胺新型表面活性剤，有效提高水泥磨臺時產(chǎn)量，降低能耗，改善水泥性能。使用該助磨劑生產(chǎn)的水泥,對混凝土外加劑適應(yīng)性良好。粉磨時,按照熟料和混合材總質(zhì)量的O. 01%-0. 5%的摻量摻入，提高粉磨效率達(dá)2%-7%，同時還可以提高水泥早期強(qiáng)度l-3MPa，后期強(qiáng)度 2-4MPa。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對其內(nèi)容進(jìn)行限制。實施例I
本實施例之增強(qiáng)型水泥助磨劑Al，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成三こ醇胺10%，ニこ醇單異丙醇胺8 %，ニ異丙基單こ醇胺30 %，丙ニ醇5%，木質(zhì)素磺酸鹽8%、月桂醇硫酸鈉4%，腐殖酸鈉3%，水32%。其中木質(zhì)素磺酸鹽包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%木質(zhì)素磺酸鈉和65%的木質(zhì)素磺酸鈣。本實施例之增強(qiáng)型水泥助磨劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將水注入反應(yīng)釜中，加熱至45°c，加入月桂醇硫酸鈉，攪拌IOmin；
(2)加入腐殖酸鈉，攪拌5min，再加入木質(zhì)素磺酸鹽，攪拌15min；
、 (3)將步驟(2)所得溶液冷卻至室溫，加入丙ニ醇，攪拌IOmin；
(4)加入三こ醇胺、ニこ醇單異丙醇胺、ニ異丙基單こ醇胺，攪拌20min，得水泥助磨劑
女ロ
)PR ο實施例2本實施例之增強(qiáng)型水泥助磨劑A2，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成三こ醇胺8%，ニこ醇單異丙醇胺5%，ニ異丙基單こ醇胺43%，丙ニ醇4%，木質(zhì)素磺酸鹽3%、月桂醇硫酸鈉4%，腐殖酸鈉3%，水30%。其中木質(zhì)素磺酸鹽包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%木質(zhì)素磺酸鈉和65%木質(zhì)素磺酸鈣。其制備方法同實施例I。實施例3
本實施例之增強(qiáng)型水泥助磨劑A3，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成三こ醇胺5%，ニこ醇單異丙醇胺20 %，ニ異丙基單こ醇胺20%,丙ニ醇8%，木質(zhì)素磺酸鹽5%、月桂醇硫酸鈉4%，腐殖酸鈉10%，水28%。其中木質(zhì)素磺酸鹽包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%木質(zhì)素磺酸鈉和65%木質(zhì)素磺酸鈣。其制備方法同實施例I。實施例4
本實施例之增強(qiáng)型水泥助磨劑A4，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成三こ醇胺20%，ニこ醇單異丙醇胺5%，ニ異丙基單こ醇胺21%，丙ニ醇8%，木質(zhì)素磺酸鹽8%、月桂醇硫酸鈉3%，腐殖酸鈉7%，水28%。其中木質(zhì)素磺酸鹽包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%木質(zhì)素磺酸鈉和65%的木質(zhì)素磺酸鈣。其制備方法同實施例I。本發(fā)明實施例I 一 4所述為液體水泥助磨劑，在水泥生產(chǎn)時應(yīng)用于球磨機(jī)，適用于普通娃酸鹽水泥。一般加入量為水泥質(zhì)量的O. 01-0. 5%。助磨效果對比試驗
將本發(fā)明實施例I 一 4所得水泥助磨劑A1-A4應(yīng)用在C>500mmx500mm標(biāo)準(zhǔn)試驗小磨，同樣水泥配比太平水泥廠熟料95%，天然ニ水石膏5% ;粉磨質(zhì)量3Kg ;粉磨時間5min。結(jié)果表明采用A1-A4助磨劑，3^30 μ m, <80 μ m的含量有所提高。摻加本發(fā)明實施例I 一 4水泥助磨劑對水泥粒度的影響分布情況見表I。表I摻加本發(fā)明實施例I 一 4水泥助磨劑對水泥粒度的影響分布情況
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)型水泥助磨劑，其特征在于，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成三こ醇胺5 —20 %，ニこ醇單異丙醇胺5 — 20 %，ニ異丙基單こ醇胺20 — 50 %，丙ニ醇5 — 8%，木質(zhì)素磺酸鹽2 — 8%，月桂醇硫酸鈉3 — 10%，腐殖酸鈉3 — 10%，水10 — 30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的增強(qiáng)型水泥助磨劑，其特征在于，其中所述木質(zhì)素磺酸鹽為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-50%的木質(zhì)素磺酸鈉和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50-70%的木質(zhì)素磺酸鈣的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的增強(qiáng)型水泥助磨劑，其特征在于，所述木質(zhì)素磺酸鹽、腐埴酸鈉為顆粒度為80-120目的干燥粉末。
4.一種如權(quán)利要求I或2所述的增強(qiáng)型水泥助磨劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將10— 30被％的水注入反應(yīng)釜中，加熱至30 — 60°C，加入3 一 IOwt%的月桂醇硫酸鈉，攪拌5-25min ； (2)加入3— 10 wt%的腐殖酸鈉，攪拌3 — 8分鐘，再加入2 — 8wt%的木質(zhì)素磺酸鹽，攪拌 10-30min ； (3)將步驟(2)所得溶液冷卻至室溫，加入5- 8 wt %的丙ニ醇，攪拌5-25min ； (4)加入5— 20wt%三こ醇胺、5 — 20 wt %的ニこ醇單異丙醇胺、20 — 50 wt%的ニ異丙基單こ醇胺，攪拌10-30min，得水泥助磨劑產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增強(qiáng)型水泥助磨劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將10— 30被％的水注入反應(yīng)釜中，加熱至35-50°C，加入3 一 IOwt%的月桂醇硫酸鈉，攪拌8-12min ； (2)加入3— 10 wt%的腐殖酸鈉，攪拌5min，再加入2 — 8wt%的木質(zhì)素磺酸鹽，攪拌12_18min ； (3)將步驟(2)所得溶液冷卻至室溫，加入5- 8 wt %的丙ニ醇，攪拌8-18min ； (4)加入5— 20wt%三こ醇胺、5 — 20 wt %的ニこ醇單異丙醇胺、20 — 50 wt%的ニ異丙基單こ醇胺，攪拌15-25min，得水泥助磨劑產(chǎn)品。
全文摘要
一種增強(qiáng)型水泥助磨劑及其制備方法，該增強(qiáng)型水泥助磨劑，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料制成三乙醇胺5－20％，二乙醇單異丙醇胺5－20％，二異丙基單乙醇胺20－50％，丙二醇5－8%，木質(zhì)素磺酸鹽2－8％，月桂醇硫酸鈉3－10％，腐殖酸鈉3－10％，水10－30％。本發(fā)明還包括所述增強(qiáng)型水泥助磨劑的制備方法。使用本發(fā)明制得之水泥助磨劑，能提高水泥的強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，降低成本。
文檔編號C04B103/52GK102718429SQ20121020969
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者史才軍, 龍?zhí)m 申請人:史才軍