利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑及其方法
【專利說明】利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑及其方法 一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)建材領(lǐng)域，涉及的是一種水泥助磨劑的制備，具體地說是一種利 用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑及其方法。 二、
【背景技術(shù)】
[0002] 國內(nèi)研宄及應(yīng)用的水泥助磨劑，有液體和固體兩種，配方組成主要是胺類、多元醇 類、醋酸鹽等單一或復(fù)合品，其基本成分大都屬于有機(jī)表面活性物質(zhì)。目前使用較多的助磨 劑主要是以醇胺類為主，通常有三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇單異丙醇胺等。三乙醇胺是 極性很強(qiáng)的醇胺，水溶液呈堿性，能夠螯合水泥中的金屬離子與礦物質(zhì)相互作用，通常與多 元醇復(fù)配成復(fù)合型助磨劑，既有助磨效果，又能提高水泥早期強(qiáng)度，但成本較高且原料來源 短缺；三異丙醇胺可以促進(jìn)難水化礦物的水化和提高水泥的分散性，大大提高水泥的后期 強(qiáng)度，但早期強(qiáng)度不如三乙醇胺，成本也較高；二乙醇單異丙醇胺綜合了三乙醇胺和三異丙 醇胺的的性能，助磨性能好增強(qiáng)性能優(yōu)異，但產(chǎn)品價(jià)格比較高。
[0003] 當(dāng)前，在工業(yè)生產(chǎn)和礦山開采、溶煉（如鋼鐵工業(yè)、鈦白粉工業(yè)、濕法煉鋼工業(yè)、鈦 材工業(yè)、電鍍工業(yè)、稀土工業(yè)、木材糖化工業(yè)、黃金開采及有色金屬冶煉工業(yè)等）過程中，常 常要使用到無機(jī)酸（如硫酸、鹽酸、）來清洗金屬表面或溶解礦石，于是在生產(chǎn)過程中就會(huì) 產(chǎn)生了大量的含有各種金屬離子的廢酸溶液。該廢酸溶液決大部分都是不加處理將其排放 掉，不但浪費(fèi)自然資源，更為嚴(yán)重的是它會(huì)污染土壤和水源，破壞了自然環(huán)境。生產(chǎn)碳酸鉀 的副產(chǎn)物和聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿時(shí)的副產(chǎn)品一一銨鹽，也就是氯化銨，以前作為肥料、飼料得到 部分應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)漸被淘汰，也有在醫(yī)藥領(lǐng)域和工業(yè)中得到部分應(yīng)用的，但供大于求。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑及其方法。從而降 低了產(chǎn)品成本，廢品得到充分利用保護(hù)自然環(huán)境。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案是：
[0006] 制備該水泥助磨劑的配比是，在配制水泥助磨劑時(shí)，廢酸、銨鹽、三乙醇胺、環(huán)氧乙 烷的質(zhì)量比按（0.5-3.0) : 1 : (5-0.5) : (1.0-5)調(diào)配；
[0007] 所述的廢酸為廢鹽酸或廢硫酸溶液，廢鹽酸的質(zhì)量濃度為1% -35%，廢硫酸的質(zhì) 量濃度為1% -45%，三乙醇胺的質(zhì)量濃度為50%。
[0008] 利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑的方法步驟如下：步驟一、將廢酸、銨鹽按配 比加入到反應(yīng)器中攪拌均勻，再用氮?dú)庵脫Q出反應(yīng)器中的空氣；步驟二、按配比緩慢加入三 乙醇胺，在1-2小時(shí)內(nèi)加完，反應(yīng)溫度控制在40-80°C之間；步驟三、按配比連續(xù)加入環(huán)氧 乙烷，加入時(shí)間為1-4小時(shí)，溫度控制在40-100°C，壓力0. 1-0. 6MPa，熟化反應(yīng)時(shí)間到反應(yīng) 壓力恒定后再保持〇. 5小時(shí)；步驟四、減壓脫水或者降至室溫析晶分離、干燥得粉狀固體產(chǎn) 品。
[0009] 所述的氮?dú)庵脫Q是用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器中的空氣至少2次，所用氮?dú)饧兌?彡99. 9%，每次氮?dú)庵脫Q至反應(yīng)器中的壓力0. 2MPa以上后抽真空至-0. 098MPa。
[0010] 所述減壓脫水是在真空度為〇~-〇. 〇98MPa、溫度為50-100°C的條件下完成的。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：一是由于利用工業(yè)廢酸和副產(chǎn)品銨鹽制備水泥助磨劑，大 大降低了產(chǎn)品成本，增加了產(chǎn)品的助磨和強(qiáng)度性能，增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；二是工業(yè)廢酸和 工業(yè)副產(chǎn)物銨鹽得到充分利用，節(jié)約了治理污染消耗的費(fèi)用，避免了環(huán)境污染，危廢利用， 節(jié)能減排，低碳環(huán)保；三是產(chǎn)品為粉體且純度高，性能優(yōu)異，便于運(yùn)輸，降低了運(yùn)輸成本?？?之，本發(fā)明通過工業(yè)廢酸和銨鹽的危廢利用，降低了產(chǎn)品成本，節(jié)能減排，綠色環(huán)保；應(yīng)用于 水泥和混凝土中，有良好的使用效果，同時(shí)也可用于醫(yī)藥中間體中。 四、【具體實(shí)施方式】
[0012] 一種利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑及其方法，制備該水泥助磨 劑的配比是，在配制水泥助磨劑時(shí)，廢酸、銨鹽、三乙醇胺、環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比按 (0? 5-3. 0) : 1 : (5-0.5) : (1.0-5)調(diào)配；所述的廢酸為廢鹽酸或廢硫酸溶液，廢鹽酸的 質(zhì)量濃度為1% -35%，廢硫酸的質(zhì)量濃度為1% -45%，三乙醇胺的質(zhì)量濃度為50% ;所述 的銨鹽為氯化銨。
[0013] 利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑的方法步驟如下：步驟一、將廢酸、銨鹽按配 比加入到反應(yīng)器中攪拌均勻，再用氮?dú)庵脫Q出反應(yīng)器中的空氣；步驟二、按配比緩慢加入三 乙醇胺，在1-2小時(shí)內(nèi)加完，反應(yīng)溫度控制在40-80°C之間；步驟三、按配比連續(xù)加入環(huán)氧乙 烷，加入時(shí)間為1-4小時(shí)，溫度控制在40-100°C，壓力0. 1-0. 6MPa，熟化反應(yīng)時(shí)間到反應(yīng)壓 力恒定不變后再保持〇. 5小時(shí)；步驟四、減壓脫水或者降至室溫析晶分離，干燥得粉狀固體 產(chǎn)品。所述的氮?dú)庵脫Q是用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器中的空氣至少2次，所用氮?dú)饧兌榷?9. 9%，每 次氮?dú)庵脫Q至反應(yīng)器中的壓力〇. 2MPa以上后抽真空至-0. 098MPa。所述減壓脫水是在真空 度為0~-0. 098MPa、溫度為50-100°C的條件下完成的。
[0014] 實(shí)施例一將氯化銨173g、28%的廢鹽酸180g加入反應(yīng)器中，攪拌20min，用氮?dú)?置換出反應(yīng)器中的空氣；加入三乙醇胺229g，溫度在40°C_50°C時(shí)，1. 8小時(shí)加完；在2小時(shí) 內(nèi)連續(xù)加入環(huán)氧乙烷432g，控制反應(yīng)溫度在40-80°C，壓力小于0. 6MPa，熟化反應(yīng)到反應(yīng)壓 力降至恒定不變保持30min出料，降至室溫析晶分離，80°C干燥得粉體產(chǎn)品。
[0015] 實(shí)施例二將氯化銨200g、15%的廢鹽酸176g加入到反應(yīng)器中，攪拌0. 5h，加入 三乙醇胺120g，溫度在40°C_60°C時(shí)，1. 5小時(shí)加完；在2. 5小時(shí)內(nèi)連續(xù)加入環(huán)氧乙烷460g， 控制反應(yīng)溫度在40-80°C，壓力小于0?6MPa，熟化反應(yīng)到反應(yīng)壓力降至恒定不變保持30min 出料，降至室溫析晶過濾，80°C干燥得粉體產(chǎn)品。
[0016] 實(shí)施例三將氯化銨240g、10%的廢鹽酸200g加入到反應(yīng)器中，攪拌0. 5h，加入 三乙醇胺90g，1.5小時(shí)加完，使加完三乙醇胺時(shí)反應(yīng)器的溫度在40-60°C之間；在3小時(shí)內(nèi) 連續(xù)加入環(huán)氧乙烷494g，控制反應(yīng)溫度在40-80°C，壓力小于0? 6MPa，熟化反應(yīng)到反應(yīng)壓力 降至恒定不變保持30min出料，降至室溫析晶過濾，80°C干燥得粉體產(chǎn)品。
[0017] 助磨和強(qiáng)度試驗(yàn)參照GB/T26748-2011《水泥助磨劑》，小磨物料配合比：熟料 45 %、石膏4%、石灰石6 %、礦渣45 %，做加和不加助磨劑的對(duì)比試驗(yàn)。粉磨27min，通過檢 測(cè)粉磨后的水泥45ym篩余百分?jǐn)?shù)，判斷其助磨效果，結(jié)果見下表。
[0018] 水泥助磨效果試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑，其特征是：制備該水泥助磨 劑的配比是，在配制水泥助磨劑時(shí)，廢酸、銨鹽、三乙醇胺、環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比按 (0? 5-3. 0) : 1 : (5-0.5) : (1.0-5)調(diào)配；所述的廢酸為廢鹽酸或廢硫酸溶液，廢鹽酸的 質(zhì)量濃度為1% -35%，廢硫酸的質(zhì)量濃度為1% -45%，三乙醇胺的質(zhì)量濃度為50%。
2. -種利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑的方法，其步驟如下：步驟一、將廢酸、銨 鹽按配比加入到反應(yīng)器中攪拌均勻，再用氮?dú)庵脫Q出反應(yīng)器中的空氣；步驟二、按配比緩慢 加入三乙醇胺，在1-2小時(shí)內(nèi)加完，反應(yīng)溫度控制在40-80°C之間；步驟三、按配比連續(xù)加入 環(huán)氧乙烷，加入時(shí)間為1-4小時(shí)，溫度控制在40-100°C，壓力0. 1-0. 6MPa，熟化反應(yīng)時(shí)間到 反應(yīng)壓力恒定后再保持0. 5小時(shí)；步驟四、減壓脫水或者降至室溫析晶分離、干燥得粉狀固 體產(chǎn)品。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑的方法，其特征在于： 所述的氮?dú)庵脫Q是用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器中的空氣至少2次，所用氮?dú)饧兌榷?9. 9%，每次氮 氣置換至反應(yīng)器中的壓力〇. 2MPa以上后抽真空至-0. 098MPa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑的方法，其特征在于： 所述減壓脫水是在真空度為〇~_〇. 〇98MPa、溫度為50-100°C的條件下完成的。
【專利摘要】一種利用工業(yè)廢酸和銨鹽制備水泥助磨劑及其方法，其配比是廢酸、銨鹽、三乙醇胺、環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比按(0.5-3.0)∶1∶(5-0.5)∶(1.0-5)調(diào)配。制備方法為：將廢酸、銨鹽加入到反應(yīng)器中攪拌均勻后，緩慢加入三乙醇胺，再連續(xù)加入環(huán)氧乙烷，待熟化反應(yīng)到反應(yīng)壓力恒定后，減壓脫水或者降至室溫析晶分離、干燥得粉體產(chǎn)品。由于在產(chǎn)品制備中利用了工業(yè)廢酸和副產(chǎn)品銨鹽，降低了產(chǎn)品成本，大幅度提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；工業(yè)廢酸和工業(yè)副產(chǎn)物銨鹽得到充分利用，節(jié)約了治理污染消耗的費(fèi)用，避免了環(huán)境污染；產(chǎn)品為粉體且純度高，性能優(yōu)異，便于運(yùn)輸，降低了運(yùn)輸成本。產(chǎn)品應(yīng)用于水泥和混凝土中，有良好的使用效果，也可用于醫(yī)藥中間體中。
【IPC分類】C04B103-52, C04B24-12, C04B22-14, C04B22-12
【公開號(hào)】CN104710124
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510069060
【發(fā)明人】劉伏蘭, 王鳳艷, 祁永群, 鄭洪聲, 李澤群
【申請(qǐng)人】遼寧鑫隆科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年2月3日