專利名稱：一種增強型水泥助磨劑及其制備方法
技術領域：
本發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型水泥助磨劑及其制備方法。
背景技術：
粉磨是水泥生產過程中的ー個重要環節。隨著粉磨技術的發展，現在已出現了立磨、小行星磨等新型粉磨設備；然而，由于這些設備的制造成本高且對成品水泥顆粒性能影響不明，其在短期內仍不能在水泥生產中廣泛使用。在水泥熟料轉變為成品水泥的過程中，大多數水泥生產商還是使用傳統的球磨機進行水泥粉磨。球磨機最早應用于礦石的粉碎，使其粒度減小，比表面積增加。盡管球磨機的使用已有相當長的時間，但是球磨機粉磨效率低這ー缺點并沒有得到根本的改善。在磨機所消耗的能量中，相當一部分能量轉變為聲能、·熱能等，而真正用干物料粉磨的能耗不足磨機總能耗的5%。水泥助磨劑是ー種提高磨機粉磨效率、改善水泥性能的化學外加劑，一般是直接加入水泥磨機內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入水泥磨進行粉磨的。助磨劑隨水泥熟料進入磨機后，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構特征，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生的靜電電荷，減小了微細顆粒聚集的能力，使熟料顆粒與粉磨介質分離，減少或防止了粘球、糊磨現象。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到更好的分散狀態，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的粉磨效率和単位時間的磨機產量、減小磨機的能耗和損耗，從而降低水泥的生產成本。國外水泥廠使用助磨劑已有數十年的歷史，且國外的水泥粉磨絕大多數都使用助磨劑，使用助磨劑，簡單有效，如使用得當可提高10% 40%的粉磨效率。我國2011年水泥的產量達到20. 6億噸，占世界水泥產量的60%左右，國內廠家生產的助磨劑在效果和穩定性上與國外的產品還有很大的差距。大多數水泥助磨劑企業都是采用購買化工原料復配的生產エ藝，進入這ー產業的門檻較低，絕大多數水泥助磨劑企業生產エ藝落后、管理不規范，產品質量和性價比不高。目前，我國水泥助磨劑產品有粉體和液體兩種形態，液體摻量為O. 029Γ0. 2%，粉體摻量為O. 59Γ1. 0%，南方企業使用液體產品較多，北方部分企業使用粉體產品。我國水泥助磨劑專利大部分為粉體產品(其中大多數產品含有各種早強劑)，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，導致鋼筋混凝土結構破壞的主要原因，硫酸鈉中的硫酸根離子與水泥中的鈣離子生成硫酸鈣，其膨脹系數大，導致混凝土膨脹開裂，因此，粉體助磨劑加入到水泥中會造成ー些潛在的危害
發明內容
本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種增強型水泥助磨劑及其制備方法，使用該水泥助磨劑，能提高水泥的強度，提高生產效率，降低成本。本發明之增強型水泥助磨劑，由以下質量分數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%。其中所述木質素磺酸鹽優選質量分數為30-50%的木質素磺酸鈉和質量分數為50-70%的木質素磺酸鈣的混合物。本發明之增強型水泥助磨劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將10— 30wt%的水注入反應釜中，加熱至30 — 600C (優選35_50°C )，加入3 —IOwt%的月桂醇硫酸鈉,攪拌5-25min(優選8_12min)；
(2)加入3— 10 wt%的腐埴酸鈉,攪拌3 — 8min (優選5min),再加入2 — 8wt%的木質素磺酸鹽，攪拌10_30min (優選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 (優選15_25min),得水泥助磨劑產品。所述木質素磺酸鹽、腐殖酸鈉為顆粒度為80-120目的干燥粉末。研究表明，本發明所制備的增強型水泥助磨劑，在提高粉磨效率及增加水泥強度方面均有顯著效果。采用本發明，充分利用了エ業廢棄物及其副產物，在常用組分的基礎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量，降低能耗，改善水泥性能。使用該助磨劑生產的水泥,對混凝土外加劑適應性良好。粉磨時,按照熟料和混合材總質量的O. 01%-0. 5%的摻量摻入，提高粉磨效率達2%-7%，同時還可以提高水泥早期強度l-3MPa，后期強度 2-4MPa。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明作進ー步詳細說明。應該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發明，并不對其內容進行限制。實施例I
本實施例之增強型水泥助磨劑Al，由以下質量分數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%，木質素磺酸鹽8%、月桂醇硫酸鈉4%，腐殖酸鈉3%，水32%。其中木質素磺酸鹽包括質量分數35%木質素磺酸鈉和65%的木質素磺酸鈣。本實施例之增強型水泥助磨劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將水注入反應釜中，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本實施例之增強型水泥助磨劑A2，由以下質量分數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%，木質素磺酸鹽3%、月桂醇硫酸鈉4%，腐殖酸鈉3%，水30%。其中木質素磺酸鹽包括質量分數35%木質素磺酸鈉和65%木質素磺酸鈣。其制備方法同實施例I。實施例3
本實施例之增強型水泥助磨劑A3，由以下質量分數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%，木質素磺酸鹽5%、月桂醇硫酸鈉4%，腐殖酸鈉10%，水28%。其中木質素磺酸鹽包括質量分數35%木質素磺酸鈉和65%木質素磺酸鈣。其制備方法同實施例I。實施例4
本實施例之增強型水泥助磨劑A4，由以下質量分數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%，木質素磺酸鹽8%、月桂醇硫酸鈉3%，腐殖酸鈉7%，水28%。其中木質素磺酸鹽包括質量分數35%木質素磺酸鈉和65%的木質素磺酸鈣。其制備方法同實施例I。本發明實施例I 一 4所述為液體水泥助磨劑，在水泥生產時應用于球磨機，適用于普通娃酸鹽水泥。一般加入量為水泥質量的O. 01-0. 5%。助磨效果對比試驗
將本發明實施例I 一 4所得水泥助磨劑A1-A4應用在C>500mmx500mm標準試驗小磨，同樣水泥配比太平水泥廠熟料95%，天然ニ水石膏5% ;粉磨質量3Kg ;粉磨時間5min。結果表明采用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
權利要求
1.一種增強型水泥助磨劑，其特征在于，由以下質量分數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.根據權利要求I所述的增強型水泥助磨劑，其特征在于，其中所述木質素磺酸鹽為質量分數為30-50%的木質素磺酸鈉和質量分數為50-70%的木質素磺酸鈣的混合物。
3.根據權利要求I或2所述的增強型水泥助磨劑，其特征在于，所述木質素磺酸鹽、腐埴酸鈉為顆粒度為80-120目的干燥粉末。
4.一種如權利要求I或2所述的增強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，得水泥助磨劑產品。
5.根據權利要求4所述的增強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，得水泥助磨劑產品。
全文摘要
一種增強型水泥助磨劑及其制備方法，該增強型水泥助磨劑，由以下質量分數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％。本發明還包括所述增強型水泥助磨劑的制備方法。使用本發明制得之水泥助磨劑，能提高水泥的強度，提高生產效率，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 優先權日2012年6月25日
發明者史才軍, 龍蘭 申請人:史才軍