一種利用廢棄防凍液制備的水泥助磨劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種利用廢棄防凍液制備的水泥助磨劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車發(fā)動機防凍冷卻液簡稱防凍液，主要由防凍劑、緩蝕劑、緩沖劑、著色劑、消泡 劑、水等組成，是一種具冷卻、防腐蝕、防穴蝕、防結(jié)垢、防沸、防凍等功能，滿足液冷式發(fā)動 機在低溫下工作要求的液體，是汽車發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)不可缺少的散熱介質(zhì)。
[0003] 防凍劑是主成分，約占防凍液原液92%~98%。各國從50年代幾乎全采用乙二 醇作防凍劑；冰點受乙二醇濃度影響，根據(jù)各地氣溫低按比例與水混合，將冰點控制在適當(dāng) 范圍：我國南方一般采用乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%配比，而在寒冷北方需取乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù) 50 %左右的配比較適宜。
[0004] 緩蝕劑主要用于避免乙二醇防凍液在高溫工況下對冷卻系統(tǒng)材質(zhì)腐蝕（銅、鋁、 鑄鐵、鋼、焊錫等組成），進而引起發(fā)動機熱傳導(dǎo)率下降，冷卻器管堵塞并致發(fā)動機過熱。緩 蝕劑分兩類：一類是無機緩蝕劑，如偏硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、亞硝酸鹽和鉬酸鹽、苯甲酸 鹽等；另一類是有機緩蝕劑，常用三乙醇胺、苯并三氮唑、有機磷酸鹽等。多金屬存在下要達 全面防銹，需多種緩蝕劑復(fù)配。市售及國外專利中使用的防凍液均采用多種緩蝕物質(zhì)復(fù)合， 緩蝕率高；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為防凍液原液0. 5%~5%。
[0005] 緩沖劑用于穩(wěn)定防凍液的pH在7. 5~10之間，避免介質(zhì)酸化導(dǎo)致的pH下降并使 緩蝕效果降低；常用如硼酸鹽、磷酸鹽。消泡劑常用硅酮、醇類和失水甘油醚，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 0. 001 %~0. 1 %。著色劑為區(qū)別于一般冷卻水，便于觀察發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中防凍液泄露，兼 作酸堿指示劑，常采用溴甲藍、酚紅、甲基紅等，質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在〇. 01 %~〇. 005%。
[0006] 目前的市售汽車防凍液90%以上采用乙二醇為主防凍劑。乙二醇為無色、無臭、 具微甜味的液體，是重要的基礎(chǔ)化工原料。其口服致死量80~100ml，造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)、 胃腸道和腎功能損害，中毒癥狀主要由乙二醇代謝產(chǎn)物所致。汽車防凍液一般更換周期為 2年或6萬公里，按照2014年底中國汽車保有量統(tǒng)計數(shù)據(jù)超1. 5億輛計算（防凍液用量 約6~8Kg/輛，更換周期2年），每年更換的廢棄防凍液約45~60萬噸/年；未來隨著 中國汽車保有量的飛速增加，廢棄防凍液的量會更大。中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HJ348-2007《報廢機動車拆解環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范》中將廢棄防凍液歸類為危險廢棄物。因 此，廢棄防凍液的無害化、資源化處理與利用問題提上日程。
[0007] 現(xiàn)有的技術(shù)和研宄主要是將廢棄防凍液進行再生處理或提取其中的乙二醇加以 利用。中國發(fā)明專利ZL 95114044. 2公開了一種廢棄防凍液的再生方法：將廢棄防凍液按 顏色分類，通過測各項金屬腐蝕性及PH值、加凝聚劑、沉淀雜質(zhì)、加防腐劑、防銹劑等措施 后補充防凍劑、染料后，經(jīng)檢測合格后重新作為汽車防凍液使用。但實際上，不同顏色或品 牌的防凍液由于組分差異，在混合后常會發(fā)生反應(yīng)并生成凝膠或沉淀，而按防凍液顏色進 行分類雖然能一定程度上避免類似問題，但實際回收流程中的操作難度較大，難以實現(xiàn)。
[0008] 中國專利CN 203043722U公開了一種廢舊防凍液再生、過濾裝置，該裝置由吸附 層、過濾層和吸油層組成，通過消除廢舊防凍液中的各種雜質(zhì)、機油等后，作為汽車防凍液 的生產(chǎn)原料。中國專利CN 203999444U公開了一種從報廢汽車防凍液中回收乙二醇的裝 置，由儲液罐、堿反應(yīng)器、酸反應(yīng)器、加壓加熱組件、閃蒸罐和重沸器組成，通過酸化、堿化及 加壓加熱、氣液分離、閃蒸等技術(shù)措施后得到回收乙二醇；回收乙二醇可再次用于制作防凍 液或作為其它工藝產(chǎn)品的原料。由于汽車防凍液是以小包裝形式（4L或IL裝）面向終端 消費者，再生防凍液和普通非再生防凍液的差價并不明顯，加上對再生后產(chǎn)品品質(zhì)的不確 定性，消費者更趨向于購買價格略高的普通非再生防凍液。
[0009] 廢棄防凍液的主要組分乙二醇是水泥助磨劑的主要助磨原料。美國專利 US2225146公開了以醇類（如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、三乙二醇等）制備水泥助磨劑的 方法。美國專利US2225146公開了一種以乙二醇及乙二醇的醋酸酯制備水泥助磨劑的方 法。中國專利CN94113758. 9公開了一種摻有多元醇的水硬性水泥促凝劑，包含公知的促凝 劑和低分子量的多元醇（如丙三醇和乙二醇），這種外加劑對水硬性水泥、砂漿和混凝土的 初凝時間的縮短有效，作為低溫促凝劑也是有利的；優(yōu)選的實施方案還可包括選自于某些 鏈烷醇胺和它們的混合物的成分。對于廢棄防凍液中的其它組分如偏硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸 鹽、亞硝酸鹽或三乙醇胺等常作為水泥混凝土的早強劑、緩凝劑或阻銹劑應(yīng)用；作為消泡劑 使用的硅酮、醇類和失水甘油醚等，在水泥混凝土外加劑中也作為消泡劑應(yīng)用。因此，在通 過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)工藝去除殘留的重金屬離子（如銅離子、六價鉻等）及廢棄防凍液回收流程 中混入的機油、固體雜質(zhì)后，可將其用于制備水泥助磨劑。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)和研宄大都將廢棄防凍液經(jīng)通過酸化、堿化及加壓加熱、氣液分離、閃蒸 等技術(shù)措施后再生用作防凍液或提取乙二醇進行二次銷售，處理工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大、能 耗高，經(jīng)濟效益不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用廢棄防凍液制 備的液體水泥助磨劑。
[0012] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0013] 一種利用廢棄防凍液制備的水泥助磨劑，它包括如下重量份數(shù)的組分：
[0014] 預(yù)處理的廢棄防凍液20~75份， 鏈烷醇胺 5~40份， 酸溶液 1~5份， 糖類 3~12份， 水 15~50份。
[0015] 上述水泥助磨劑，優(yōu)選包括如下重量份數(shù)的組分：
[0016] 預(yù)處理的廢棄防凍液25~55份， 鏈烷醇胺 5~35份， 酸溶液 1~5份， 糖類 5~10份， 水 20~40份。
[0017] 其中，所述的預(yù)處理的廢棄防凍液，按照如下方法制備得到：在廢棄防凍液中加入 堿性溶液調(diào)節(jié)PH值至8~12,再加入絮凝組分，攪拌后靜置；分離上層油脂后，過濾除去絮 狀沉淀，得到澄清的混合溶液（即為乙二醇與其它鹽類的混合液體）。
[0018] 其中，所述的堿性溶液為NaOH、KOH、三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇單異丙醇胺、 Ν，Ν，Ν'，Ν' -四（2-羥乙基）乙二胺（THEED)和一乙醇二異丙醇胺中任意一種的水溶液；其 中，溶質(zhì)的質(zhì)量濃度范圍為20%~99%。
[0019] 其中，所述的絮凝組分為硫酸鋁、聚合硫酸鋁（PAS)和聚丙烯酰胺（PAM)中的任意 一種或幾種的混合物。絮凝組分與初始廢棄防凍液（即未加入堿性溶液的廢棄防凍液）的 質(zhì)量比為0.01~0.03:1。
[0020] 其中，所述廢棄防凍液為汽車發(fā)動機防凍冷卻液再使用周期后更換下的廢液，其 組分為乙二醇、偏硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、亞硝酸鹽或硅酮、著色劑等的混合物。
[0021] 其中，所述的靜置時間為2~8小時。
[0022] 其中，所述鏈烷醇胺為二乙醇單異丙醇胺（DEIPA)、N，N，N'，N'_四（2-羥乙基）乙 二胺（THEED)和N-甲基二乙醇胺（MEDA)中的任意一種或幾種的混合物。
[0023] 其中，所述的酸溶液為乙酸、硫酸、鹽酸和磷酸中的任意一種的水溶液，其中，溶質(zhì) 的質(zhì)量濃度為30~99%。
[0024] 其中，所述的糖類為糖密、玉米糖漿、葡萄糖、蔗糖和葡糖酸及上述糖類的鹽中的 至少一種或幾種的混合。
[0025] 上述利用廢棄防凍液制備的水泥助磨劑的制備方法：將配方量的預(yù)處理的廢棄防 凍液、鏈烷醇胺、酸溶液、糖類和水按常規(guī)方式攪拌混合均勻制得。
[0026] 本發(fā)明方法制得的水泥助磨劑摻入量為水泥重量的0. 02%~0. 15%。
[0027] 從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供一種廢棄防凍液制備液體水泥助磨劑的 方法，包括：首先在廢棄防凍液中加入堿性溶液調(diào)節(jié)pH值至8~12,再加入一定量的絮凝 組分，攪拌后靜置；分離上層少量油脂后，過濾除去絮狀沉淀，得到澄清的混合溶液（為乙 二醇與其它偏硅酸鹽、硼酸鹽等的混合液體）；將所述廢棄防凍液經(jīng)預(yù)處理后的混合溶液、 鏈烷醇胺、酸溶液、糖類、水加以混合，攪拌得到水泥助磨劑。該水泥助磨劑在助磨并提高臺 時產(chǎn)量的同時，能有效提高硅酸鹽水泥的強度。
[0028] 對于廢棄防凍液的資源化處理及再利用，現(xiàn)有技術(shù)大都將廢棄防凍液經(jīng)酸化、堿 化及加壓加熱、氣液分離、閃蒸等技術(shù)措施后，再生用作防凍液或提取出乙二醇進行二次銷 售，處理工藝流程復(fù)雜、設(shè)備投資大、能耗高，經(jīng)濟效益不明顯。而實際上，不同顏色和種類 的防凍液（尤其是還有偏硅酸鹽的產(chǎn)品）在混合后常發(fā)生反應(yīng)并生成凝膠或沉淀；而廢防 凍液的回收流程中基本上很難按顏色進行分類，以一定程度上避免類似沉淀或凝膠問題的 產(chǎn)生。另外一方面，防凍液產(chǎn)品大都是以小包裝形式（4L或IL裝）面向終端消費者，再生 防凍液和普通非再生防凍液的差價并不明顯，加上對再生產(chǎn)品品質(zhì)的不確定性，消費者更 趨向于購買價格略高的普通防凍液。這也在一定程度上限制了現(xiàn)有的對廢棄防凍液再生技 術(shù)的推廣和應(yīng)用。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝簡單、流程短、易推廣。本發(fā)明在廢棄防凍液中加入 堿性溶液調(diào)節(jié)PH值至8~12,再加入一定量的絮凝組分，攪拌后靜置；分離上層少量油脂 后，過濾除去絮狀沉淀，得到澄清的混合溶液（為乙二醇與其它偏硅酸鹽、硼酸鹽等的混合 液體），以其作為制備液體水泥助磨劑的主要原料。廢棄防凍液經(jīng)調(diào)節(jié)PH、絮凝、靜置、分離 等步驟后，不僅除去了對水泥性能及環(huán)境有害的六價鉻、銅離子等重金屬離子，而且分離了 油脂及固體殘渣（廢棄防凍液回收流程中帶入）。此外，廢棄防凍液中的主要成分乙二醇 是常用的水泥助磨劑原料，而作為防凍液中的緩蝕、緩沖組分等使用的偏硅酸鹽、磷酸鹽、 硼酸鹽、亞硝酸鹽或三乙醇胺等常作為水泥的緩凝劑、早強劑或阻銹劑而應(yīng)用，由于其在混 合液體中的含量較少，在作為水泥助磨劑的組分形式進入水泥后，不僅不會影響水泥性能， 還有助與水泥物化性能的改善；而廢棄防凍液中的消泡劑組分也常作為水泥助磨劑的組分 而應(yīng)用。再將廢棄防凍液經(jīng)預(yù)處理后的混合溶液與水、鏈烷醇胺、酸溶液、糖類等混合、攪拌 后，制備得到液體水泥助磨劑。
[0030] 有益效果：
[0031 ] 本發(fā)明提供了一種以廢棄防凍液制備液