专利名称：制备水泥的加工助剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备可流动的粘土泥浆的方法，该方法包括在选自蔗糖、蜜三糖、木质素、甲基呋喃葡糖苷、乳糖、果糖、多磷酸钠或海藻糖的加工助剂存在的条件下，在含有60-70重量％水的粘土泥浆中加入含金属氧化物的生产氯硅的副产品，形成包括氧化钙、氧化铝和二氧化硅的可流动的粘土泥浆。该工艺提供一种经济的和适应环境的方法，回收利用生产氯硅的副产品。
本领域人员熟知波特兰水泥的制备方法。波特兰水泥是一种水硬性水泥，其特征在于能够在水中凝结和硬化。波特兰水泥是这样制造的将合适的原材料与水混合，在适当的温度下煅烧形成熟料，然后将所得到的熟料粉磨到与水反应硬化所需要的细度。波特兰水泥主要由硅酸三钙和硅酸二钙组成。首先，这两种硅酸盐来自下列两种原材料一种是富钙物质，例如石灰石、白垩、泥灰土、牡蛎或蛤壳；而另一种是富二氧化硅物质，例如粘土、页岩、沙子或石英。人们发现用于本发明的生产氯硅的副产品是波特兰水泥的极好原材料，因为它富含钙和二氧化硅。然而，当该副产品加入到粘土泥浆中时，形成一种浓的不流动的泥浆，不能泵送流动，阻止了下一工序的进行。人们发现在有加工助剂的情况下将该副产品加入到粘土泥浆中防止了浓浆形成，而且粘土泥浆保持可流动的。
本发明提供一种方法，在水泥制造中将富含氧化钙和二氧化硅的生产氯硅的副产品掺入水泥中，可大大节省原材料成本，省去了与处理生产氯硅的副产品有关费用。
本发明也提供一种方法，回收利用每年产生的数百万吨的其它含钙副产品，例如水泥窑粉尘(cement kilm dust)加入到水泥中。其重要的一个优点是有利于环境，因为估计水泥窑粉尘占水泥产品的1-3重量％。
本发明涉及制备可流动的粘土泥浆的方法，包括在选自蔗糖、蜜三糖、木质素、甲基呋喃葡糖苷、乳糖、果糖、多磷酸钠或海藻糖的加工助剂存在的条件下，在含有60-70重量％水的粘土泥浆中加入含金属氧化物的生产氯硅的副产品，形成包括氧化钙、氧化铝和二氧化硅的可流动的粘土泥浆。
本发明涉及制备可流动的粘土泥浆的方法，包括在选自蔗糖、蜜三糖、木质素、甲基呋喃葡糖苷、乳糖、果糖、多磷酸钠或海藻糖的加工助剂存在的条件下，在含有60-70重量％水的粘土泥浆中加入含金属氧化物的生产氯硅的副产品，形成包括氧化钙、氧化铝和二氧化硅的可流动的粘土泥浆。
含金属氧化物的副产品是由生产氯硅得到的副产品(下面将两者称为“副产品”)。更准确地说，最适用于本方法的含金属氧化物的副产品是在生产氯硅的废水净化中析出金属氢氧化物产生的。该副产品可以含金属氧化物，例如CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、SO3、TiO2、P2O5、SrO、BaO和Mn3O4。这种含金属氧化物的副产品的化学组成为15-30重量％CaO、15-35重量％SiO2、2-5重量％Al2O3、1-4重量％Fe2O3、1-8重量％MgO、0.2-1重量％K2O、0.05-0.5重量％Na2O、0.1-1重量％SO3、0.05-1重量％TiO2、0.01-0.1重量％P2O5、0-0.1重量％SrO、0-0.1重量％BaO、0.05-0.5重量％Mn3O4和20-30重量％水。在本方法中还可使用其它富钙材料，例如在生产水泥过程中产生的副产品水泥窑粉尘。水泥窑粉尘的化学组成为15-40重量％CaO、10-25重量％SiO2、2-5％Al2O3、1-4重量％Fe2O3、1-8重量％MgO、0.2-1重量％K2O、0.05-0.5重量％Na2O、0.1-1重量％SO3和15-35重量％水。
将含金属氧化物的副产品加入到由氧化钙、氧化铝、二氧化硅作为主要部分和60-70重量％水组成的粘土泥浆中。粘土泥浆的组成为30-50重量％CaO、6-12重量％SiO2、2-6重量％Al2O3、1-4重量％Fe2O3和60-70重量％水。包括镁铝硅酸盐的蒙脱土也在本方法的范围之内。蒙脱土泥浆可以是含有35％蒙脱土的水悬浮液。
粘土泥浆所需要的全部或部分氧化钙、全部或部分氧化铝、全部或部分二氧化硅可以由含金属氧化物的副产品提供的。在本发明的实施方案中，粘土泥浆中所需要的25重量％-100重量％的钙和/或二氧化硅是由含金属氧化物的副产品提供的。
可以加入到含60-70重量％水的粘土泥浆中的含金属氧化物的副产品的数量为1-30重量％。该数量可以为5-20重量％。
在选自蔗糖、蜜三糖、木质素、甲基呋喃葡糖苷、乳糖、果糖、多磷酸钠或海藻糖的加工助剂存在的情况下将含金属氧化物的副产品加入到含60-70重量％水的粘土泥浆中。加工助剂优选选自蔗糖、木质素或果糖。在加工助剂存在的条件下将含金属氧化物的副产品加入到含氧化钙、氧化铝、二氧化硅和30-40重量％水的粘土泥浆中可防止粘土泥浆变稠，或如果它已经变稠，可使它回复到可流动的粘土泥浆。
在本方法中加入加工助剂的顺序可以变化，例如加工助剂可以加入到含金属氧化物的副产品中，加入到含60-70重量％水的粘土泥浆中，或加入到副产品和粘土泥浆中。甚至在将含金属氧化物的副产品加入到含氧化钙、氧化铝、二氧化硅和30-40重量％水的粘土泥浆中之后，再加入加工助剂，从而使所得到的不流动的泥浆回复到可流动的泥浆。
本方法中使用加工助剂的数量为0.02-5重量％。加工助剂的数量可以在0.13-1重量％范围内。
用下列实施例举例说明本发明。这些实施例的目的不是限定权利要求的范围。
实施例1.在蔗糖作为加工助剂的情况下，将含有35重量％蒙脱土的水悬浮液与5重量％CaO掺混。将含有35重量％蒙脱土的水悬浮液(50克)倒入玻璃瓶中，并将此试样与5重量％CaO掺混。手动摇动瓶中物1-2分钟直到粘土泥浆变浓成为不流动的泥浆。将蔗糖(0.06重量％)加入到该瓶中，并搅拌瓶中物，使不流动的泥浆成为可流动的泥浆。
实施例2.使用实施例1的方法进行试验，除了改变加工助剂和加工助剂的数量。被加入到粘土泥浆中的加工助剂、加工助剂的数量以及在加工助剂加入之后粘土泥浆的流动特性示于表1中。
实施例3.在蔗糖作为加工助剂的情况下，将含有35重量％蒙脱土的水悬浮液与10重量％的含金属氧化物的副产品掺混。将含有35重量％蒙脱土的水悬浮液(50克)玻璃瓶中，并将此试样与10重量％的含金属氧化物的副产品掺混。手动摇动瓶中物1-2分钟直到粘土泥浆变浓成为不流动的泥浆。将蔗糖(0.25重量％)加入到该瓶中，并搅拌瓶中物，使不流动的泥浆恢复到稀的可流动的粘土泥浆。
实施例4.将含金属氧化物(10重量％)的副产品与作为加工助剂的蔗糖掺混。将含有35重量％蒙脱土的水悬浮液倒入玻璃瓶中，并将此试样与掺有蔗糖(0.25重量％)的含金属氧化物(10重量％)的副产品混合。手动摇动瓶中物1-2分钟，并使粘土泥浆保持稀的可流动的。
实施例5.将含有35重量％蒙脱土的水悬浮液与0.25重量％蔗糖掺混。将含金属氧化物(10重量％)的副产品加入到含有35重量％蒙脱土的水悬浮液与0.25重量％蔗糖掺混的瓶中。手动摇动瓶中物1-2分钟，并使粘土泥浆保持稀的可流动的。
表1
表中注解“可流动的，稀的”(非常稀)＝在可以开始测量前流出模具“可流动的，稀的”＝在10秒钟或较小时间内移动4英寸“可流动的，较稀的”＝在10秒钟移动3.0-3.9英寸“浓浆，仍然流动”＝在10秒钟内移动1.0-2.9英寸“浓浆，流动性差”＝在10秒钟内移动0.1-0.9英寸“不流动的泥浆”＝在10秒钟内不流动
权利要求
1.一种制备可流动的粘土泥浆的方法，包括在选自蔗糖、蜜三糖、木质素、甲基呋喃葡糖苷、乳糖、果糖、多磷酸钠或海藻糖的加工助剂存在的条件下，在含有60-70重量％水的粘土泥浆中加入含金属氧化物的生产氯硅的副产品，由此形成含氧化钙、氧化铝和二氧化硅的可流动的粘土泥浆。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该副产品含全部或部分的氧化钙。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该副产品含全部或部分的氧化铝。
4.根据权利要求1所述的方法，其中该副产品含全部或部分的二氧化硅。
5.根据权利要求1的方法，其中金属氧化物为氧化钙、二氧化硅、氧化铝和氧化镁。
6.一种制备可流动的粘土泥浆的方法，包括在选自蔗糖、蜜三糖、木质素、甲基呋喃葡糖苷、乳糖、果糖、多磷酸钠或海藻糖的加工助剂存在的情况下，将含金属氧化物的副产品加入到含镁铝硅酸盐的蒙脱土泥浆中。
全文摘要
一种制备可流动的粘土泥浆的方法，包括在选自蔗糖、蜜三糖、木质素、甲基呋喃葡糖苷、乳糖、果糖、多磷酸钠或海藻糖的加工助剂存在的条件下，在含有60－70重量％水的粘土泥浆中加入含金属氧化物的生产氯硅的副产品，由此形成含氧化钙、氧化铝和二氧化硅的可流动的粘土泥浆。该方法提供经济的和适应环境的方法，回收利用生产氯硅的副产品。
文档编号C04B22/00GK1405113SQ0110164
公开日2003年3月26日 申请日期2001年1月18日 优先权日2001年1月18日
发明者O·W·马可 申请人:陶氏康宁公司