本發(fā)明涉及水泥添加劑領(lǐng)域，尤其是一種水泥助磨劑的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著城市化發(fā)展進(jìn)程的日益加快，房地產(chǎn)和市政建筑項(xiàng)目日益增加，使得水泥需求量一直居高不下，由于水泥的粉磨過程是水泥生產(chǎn)中能量消耗最高的過程，因此大部分水泥生產(chǎn)廠家都會在水泥粉磨的過程中加入助磨劑來提高粉磨效率并降低粉末過程中的能量消耗和提高水泥質(zhì)量；另外，隨著經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展和人們生活水平的提高，城市垃圾的產(chǎn)生量一直呈穩(wěn)固上升的趨勢，由于城市垃圾處理過程中會產(chǎn)生腐植酸，將腐植酸經(jīng)化學(xué)方法進(jìn)行轉(zhuǎn)化可得到活性物質(zhì)，將其作為水泥助磨劑進(jìn)行使用能夠促進(jìn)資源的循環(huán)再利用；與此同時，在造紙、制煙過程中會產(chǎn)生大量含有木質(zhì)素的黑液，由于木質(zhì)素是生產(chǎn)水泥助磨劑的重要組成原料，因此將城市垃圾處理過程中的垃圾滲濾液與造紙、制煙過程中產(chǎn)生的黑液用來作為生產(chǎn)水泥助磨劑的原料，對資源再利用和實(shí)現(xiàn)廢物處理副產(chǎn)物的二次經(jīng)濟(jì)價值具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、成本低廉、適用于工業(yè)化生的水泥助磨劑的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種水泥助磨劑的制備方法：以垃圾滲濾液濃縮液、煙稈黑液、三乙醇胺、糖蜜、羧基硅油、聚磷酸鹽、聚合醇胺、烷基糖苷為原料，依次通過堿化、磺化反應(yīng)制得水泥助磨劑。

進(jìn)一步，一種水泥助磨劑的制備方法，其包括以下步驟：

(1)使用氫氧化鈉或鹽酸溶液將煙稈黑液的ph調(diào)節(jié)至8.5～10.5；

(2)往上述調(diào)節(jié)好ph的煙稈黑液中按煙稈黑液與催化劑以1000∶1～5的質(zhì)量比加入催化劑，再按煙稈黑液與磺化劑以10∶1～2的質(zhì)量比將磺化劑加入到煙稈黑液中，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系溫度為70～90℃，進(jìn)行磺化反應(yīng)3～5h；

(3)將上述磺化反應(yīng)后的產(chǎn)物加入到噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥后，得到深褐色煙稈黑液粉末；

(4)使用氫氧化鈉將垃圾滲濾液濃縮液的ph調(diào)節(jié)至7～8.5；

(5)將步驟(3)制得的煙稈黑液粉末與步驟(4)調(diào)節(jié)好ph的垃圾滲濾液濃縮液、三乙醇胺、糖蜜、羧基硅油、聚磷酸鹽、聚合醇胺、烷基糖苷和水進(jìn)行均勻混合，即可制得水泥助磨劑。

進(jìn)一步，所述的步驟(5)中各添加組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

進(jìn)一步，所述的催化劑為硫酸鐵、硫酸銅中的一種或兩種混合而成。

進(jìn)一步，所述的磺化劑為亞硫酸氫銨、硫酸、亞硫酸鈉中的至少一種混合而成。

進(jìn)一步，所述的步驟(3)中噴霧干燥設(shè)備的霧化器溫度為140～300℃，噴霧出口的溫度為65～90℃。

進(jìn)一步，所述步驟(5)均勻混合制成的水泥助磨劑的相對分子質(zhì)量mn為8000～50000。

進(jìn)一步，所述的垃圾滲濾液濃縮液為垃圾滲濾液原液通過反滲透、納濾、超濾、微濾中的至少一種方法，在壓力為0.1～0.2mpa的條件下制得的濃縮液，所制得的垃圾滲濾液濃縮液的固含量為35％～65％。

進(jìn)一步，所述的煙稈黑液為通過堿法高壓蒸煮制得，所述制得的煙稈黑液的固含量為20％～60％。

一種如上述任一所述的制備方法制備的水泥助磨劑的應(yīng)用，將制得的水泥助磨劑按水泥總質(zhì)量的0.01％～0.02％直接使用在水泥粉磨過程中。

采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益目的在于：通過利用垃圾滲濾液濃縮液、煙稈黑液粉末作為生產(chǎn)水泥助磨劑的原料，將其分別進(jìn)行堿化、磺化后，再與三乙醇胺、糖蜜、羧基硅油、聚磷酸鹽、聚合醇胺和烷基糖苷進(jìn)行混合制成水泥助磨劑，不僅大大降低了水泥助磨劑的原料成本，有利于保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)廢物資源的再利用，同時還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益前景。

具體實(shí)施方式

一種水泥助磨劑的制備方法：以垃圾滲濾液濃縮液、煙稈黑液、三乙醇胺、糖蜜、羧基硅油、聚磷酸鹽、聚合醇胺、烷基糖苷為原料，依次通過堿化、磺化反應(yīng)制得水泥助磨劑。

進(jìn)一步，一種水泥助磨劑的制備方法，其包括以下步驟：

(1)使用氫氧化鈉或鹽酸溶液將煙稈黑液的ph調(diào)節(jié)至8.5～10.5；

(2)往上述調(diào)節(jié)好ph的煙稈黑液中按煙稈黑液與催化劑以1000∶1～5的質(zhì)量比加入催化劑，再按煙稈黑液與磺化劑以10∶1～2的質(zhì)量比將磺化劑加入到煙稈黑液中，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系溫度為70～90℃，進(jìn)行磺化反應(yīng)3～5h；

(3)將上述磺化反應(yīng)后的產(chǎn)物加入到噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥后，得到深褐色煙稈黑液粉末；

(4)使用氫氧化鈉將垃圾滲濾液濃縮液的ph調(diào)節(jié)至7～8.5；

(5)將步驟(3)制得的煙稈黑液粉末與步驟(4)調(diào)節(jié)好ph的垃圾滲濾液濃縮液、三乙醇胺、糖蜜、羧基硅油、聚磷酸鹽、聚合醇胺、烷基糖苷和水進(jìn)行均勻混合，即可制得水泥助磨劑。

進(jìn)一步，所述的步驟(5)中各添加組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

進(jìn)一步，所述的催化劑為硫酸鐵、硫酸銅中的一種或兩種混合而成。

進(jìn)一步，所述的磺化劑為亞硫酸氫銨、硫酸、亞硫酸鈉中的至少一種混合而成。

進(jìn)一步，所述的步驟(3)中噴霧干燥設(shè)備的霧化器溫度為140～300℃，噴霧出口的溫度為65～90℃。

進(jìn)一步，所述步驟(5)均勻混合制成的水泥助磨劑的相對分子質(zhì)量mn為8000～50000。

進(jìn)一步，所述的垃圾滲濾液濃縮液為垃圾滲濾液原液通過反滲透、納濾、超濾、微濾中的至少一種方法，在壓力為0.1～0.2mpa的條件下制得的濃縮液，所制得的垃圾滲濾液濃縮液的固含量為35％～65％。

進(jìn)一步，所述的煙稈黑液為通過堿法高壓蒸煮制得，所述制得的煙稈黑液的固含量為20％～60％。

一種如上述任一所述的制備方法制備的水泥助磨劑的應(yīng)用，將制得的水泥助磨劑按水泥總質(zhì)量的0.01％～0.02％直接使用在水泥粉磨過程中。

實(shí)施例1

(1)使用氫氧化鈉或鹽酸溶液將固含量為25％、通過堿法高壓蒸煮制得的秸稈黑液的ph調(diào)節(jié)至8.5；

(2)往上述調(diào)節(jié)好ph的煙稈黑液中按煙稈黑液與硫酸銅以1000∶1的質(zhì)量比加入硫酸銅，再按煙稈黑液與亞硫酸氫銨以10∶1的質(zhì)量比將亞硫酸氫銨加入到煙稈黑液中，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系溫度為90℃，進(jìn)行磺化反應(yīng)3h；

(3)將上述磺化反應(yīng)后的產(chǎn)物加入到霧化器溫度為140℃，出口溫度為65℃的噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥后，得到深褐色煙稈黑液粉末；

(4)使用氫氧化鈉將固含量為40％、通過納濾法在0.1mpa條件下濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液的ph調(diào)節(jié)至7；

(5)取22kg步驟(3)制得的煙稈黑液粉末與12kg步驟(4)調(diào)節(jié)好ph的垃圾滲濾液濃縮液、8kg三乙醇胺、11kg糖蜜、3kg羧基硅油、0.5kg聚磷酸鹽、12kg聚合醇胺、9kg烷基糖苷和22.5kg水進(jìn)行均勻混合，即可制得水泥助磨劑，所述的水泥助磨劑相對分子質(zhì)量mn為10000。

實(shí)施例2

(1)使用氫氧化鈉或鹽酸溶液將固含量為20％，通過堿法高壓蒸煮制得的秸稈黑液的ph調(diào)節(jié)至9；

(2)往上述調(diào)節(jié)好ph的煙稈黑液中按煙稈黑液與硫酸鐵以1000∶2的質(zhì)量比加入硫酸鐵，再按煙稈黑液與硫酸以10∶2的質(zhì)量比將硫酸加入到煙稈黑液中，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系溫度為80℃，進(jìn)行磺化反應(yīng)4h；

(3)將上述磺化反應(yīng)后的產(chǎn)物加入到霧化器溫度為180℃，出口溫度為70℃的噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥后，得到深褐色煙稈黑液粉末；

(4)使用氫氧化鈉將固含量為35％、通過微濾法在0.1mpa條件下濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液的ph調(diào)節(jié)至8；

(5)取20kg步驟(3)制得的煙稈黑液粉末與12kg步驟(4)調(diào)節(jié)好ph的垃圾滲濾液濃縮液、5kg三乙醇胺、9kg糖蜜、2kg羧基硅油、0.5kg聚磷酸鹽、11kg聚合醇胺、8kg烷基糖苷和32.5kg水進(jìn)行均勻混合，即可制得水泥助磨劑，所述的水泥助磨劑相對分子質(zhì)量mn為8000。

實(shí)施例3

(1)使用氫氧化鈉或鹽酸溶液將固含量為55％，通過堿法高壓蒸煮制得的秸稈黑液的ph調(diào)節(jié)至10；

(2)往上述調(diào)節(jié)好ph的煙稈黑液中按煙稈黑液與硫酸銅以1000∶3的質(zhì)量比加入硫酸銅，再按煙稈黑液與亞硫酸鈉以10∶1的質(zhì)量比將亞硫酸鈉加入到煙稈黑液中，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系溫度為70℃，進(jìn)行磺化反應(yīng)5h；

(3)將上述磺化反應(yīng)后的產(chǎn)物加入到霧化器溫度為220℃，出口溫度為75℃的噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥后，得到深褐色煙稈黑液粉末；

(4)使用氫氧化鈉將固含量為58％、通過超濾法在0.1mpa條件下濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液的ph調(diào)節(jié)至8.5；

(5)取24kg步驟(3)制得的煙稈黑液粉末與15kg步驟(4)調(diào)節(jié)好ph的垃圾滲濾液濃縮液、10kg三乙醇胺、12kg糖蜜、5kg羧基硅油、1kg聚磷酸鹽、13kg聚合醇胺、8kg烷基糖苷和12kg水進(jìn)行均勻混合，即可制得水泥助磨劑，所述的水泥助磨劑相對分子質(zhì)量mn為45000。

實(shí)施例4

(1)使用氫氧化鈉或鹽酸溶液將固含量為30％，通過堿法高壓蒸煮制得的秸稈黑液的ph調(diào)節(jié)至10.5；

(2)往上述調(diào)節(jié)好ph的煙稈黑液中按煙稈黑液與硫酸鐵以1000∶4的質(zhì)量比加入硫酸鐵，再按煙稈黑液與亞硫酸氫銨以10∶2的質(zhì)量比將亞硫酸氫銨加入到煙稈黑液中，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系溫度為75℃，進(jìn)行磺化反應(yīng)4.5h；

(3)將上述磺化反應(yīng)后的產(chǎn)物加入到霧化器溫度為250℃，出口溫度為80℃的噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥后，得到深褐色煙稈黑液粉末；

(4)使用氫氧化鈉將固含量為45％、通過反滲透法在0.2mpa條件下濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液的ph調(diào)節(jié)至8；

(5)取21kg步驟(3)制得的煙稈黑液粉末與10kg步驟(4)調(diào)節(jié)好ph的垃圾滲濾液濃縮液、5kg三乙醇胺、9kg糖蜜、2kg羧基硅油、1kg聚磷酸鹽、11kg聚合醇胺、8kg烷基糖苷和33kg水進(jìn)行均勻混合，即可制得水泥助磨劑，所述的水泥助磨劑相對分子質(zhì)量mn為12000。

實(shí)施例5

(1)使用氫氧化鈉或鹽酸溶液將固含量為40％，通過堿法高壓蒸煮制得的秸稈黑液的ph調(diào)節(jié)至9；

(2)往上述調(diào)節(jié)好ph的煙稈黑液中按煙稈黑液與硫酸銅以1000∶5的質(zhì)量比加入硫酸銅，再按煙稈黑液與亞硫酸鈉以10∶1的質(zhì)量比將亞硫酸鈉加入到煙稈黑液中，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系溫度為85℃，進(jìn)行磺化反應(yīng)3.5h；

(3)將上述磺化反應(yīng)后的產(chǎn)物加入到霧化器溫度為280℃，出口溫度為85℃的噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥后，得到深褐色煙稈黑液粉末；

(4)使用氫氧化鈉將固含量為50％、通過納濾法在0.2mpa條件下濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液的ph調(diào)節(jié)至8；

(5)取22kg步驟(3)制得的煙稈黑液粉末與12kg步驟(4)調(diào)節(jié)好ph的垃圾滲濾液濃縮液、8kg三乙醇胺、11kg糖蜜、3kg羧基硅油、0.6kg聚磷酸鹽、12kg聚合醇胺、10kg烷基糖苷和21.4kg水進(jìn)行均勻混合，即可制得水泥助磨劑，所述的水泥助磨劑相對分子質(zhì)量mn為30000。

實(shí)施例6

(1)使用氫氧化鈉或鹽酸溶液將固含量為60％，通過堿法高壓蒸煮制得的秸稈黑液的ph調(diào)節(jié)至9；

(2)往上述調(diào)節(jié)好ph的煙稈黑液中按煙稈黑液與硫酸鐵以1000∶1的質(zhì)量比加入硫酸鐵，再按煙稈黑液與硫酸以10∶1的質(zhì)量比將硫酸加入到煙稈黑液中，并調(diào)節(jié)反應(yīng)體系溫度為80℃，進(jìn)行磺化反應(yīng)4h；

(3)將上述磺化反應(yīng)后的產(chǎn)物加入到霧化器溫度為300℃，出口溫度為90℃的噴霧干燥設(shè)備中進(jìn)行噴霧干燥后，得到深褐色煙稈黑液粉末；

(4)使用氫氧化鈉將固含量為65％、通過微濾法及納濾法在0.1mpa條件下濃縮制得的垃圾滲濾液濃縮液的ph調(diào)節(jié)至8；

(5)取23.5kg步驟(3)制得的煙稈黑液粉末與14kg步驟(4)調(diào)節(jié)好ph的垃圾滲濾液濃縮液、10kg三乙醇胺、10kg糖蜜、2kg羧基硅油、0.5kg聚磷酸鹽、15kg聚合醇胺、10kg烷基糖苷和15kg水進(jìn)行均勻混合，即可制得水泥助磨劑，所述的水泥助磨劑相對分子質(zhì)量mn為50000。

性能測試

將上述實(shí)施例1～6制得的水泥助磨劑分為6組，并分別按0.02％的摻入量，加入到以85％熟料、10％礦渣和5％石膏混合成的硅酸鹽水泥中進(jìn)行性能測試，同時再測試一組未添加助磨劑的硅酸鹽水泥測試樣，測試結(jié)果如下：

以上所述為本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化、修改、替換和變型，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。