本发明属于水泥外加剂
技术领域：
，具体涉及一种磷渣水泥专用助磨剂及其制备方法。
背景技术：
：磷渣是用电炉法生产黄磷时所产生的一种工业废渣，通常每生产1吨黄磷大约产生8～10吨磷渣，3000m3的尾气，用电14000kwh，消耗矿物约14吨。我国目前的黄磷生产能力较大，磷渣排放量大，且呈逐年递增。如此多的废渣如不加利用，长年堆放在露天，风吹雨淋，其中含有的磷、氟及有毒元素经水淋后会渗透到土壤中而造成环境污染。磷渣的化学成分以cao、sio2为主，占到90％，另含有al2o3、fe2o3及1％-3％的p2o5、f-等少量成分，具有潜在水硬性，在水泥混凝土中的应用已有多年历史，但由于磷渣中p2o5、f-等有害成分能延缓水泥凝结硬化，在磷渣掺量达到20％以上时，水泥的凝结时间会显著延长，制约了磷渣在水泥工业中的应用。目前，国内针对磷渣水泥开发的专用助磨剂几乎为空白，通常使用的助磨剂为通用型助磨剂，无法解决磷渣水泥凝结时间长，早期强度增进率慢的问题。技术实现要素：针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能缩短磷渣水泥的凝结时间，提高磷渣水泥早期强度增进率，且具有较好的助磨效果的磷渣水泥专用助磨剂及其制备方法。本发明所采用的技术方案是：一种磷渣水泥专用助磨剂，是由以下重量份的原料制备而成：三乙醇胺5-25份、乙二醇4-6份和改性剂5-10份；所述改性剂通过以下步骤制得：(1)制备溶液a：称取聚乙二醇单甲醚2-5份、硫代硫酸钠1-3份溶于5-10份去离子水中，搅拌溶解制成a溶液；(2)制备溶液b：称取甲基丙烯磺酸钠1-3份、丙烯酰胺5-20份、醋酸铵2-6份溶于10-15份去离子水中，搅拌制成b溶液；(3)在搅拌釜中加入1-5份的巯基乙醇和15-25份去离子水，搅拌溶解均匀，将温度控制在25℃，30min后向搅拌釜内滴加溶液a，45min后滴加溶液b，恒温25℃，搅拌1-2小时，得到改性剂。优选的，本发明所述磷渣水泥专用助磨剂，是由以下重量份的原料制备而成：三乙醇胺18份、乙二醇5份和改性剂8份；所述改性剂通过以下步骤制得：(1)制备溶液a：称取聚乙二醇单甲醚3份、硫代硫酸钠2份溶于8份去离子水中，搅拌溶解制成a溶液；(2)制备溶液b：称取甲基丙烯磺酸钠2份、丙烯酰胺12份、醋酸铵4份溶于12份去离子水中，搅拌制成b溶液；(3)在搅拌釜中加入3份的巯基乙醇和20份去离子水，搅拌溶解均匀，将温度控制在25℃，30min后向搅拌釜内滴加溶液a，45min后滴加溶液b，恒温25℃，搅拌1.5小时，得到改性剂。优选的，所述三乙醇胺的纯度为85％。优选的，所述乙二醇的纯度为85％。一种磷渣水泥专用助磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)制备溶液a：称取聚乙二醇单甲醚2-5份、硫代硫酸钠1-3份溶于5-10份去离子水中，搅拌溶解制成a溶液；(2)制备溶液b：称取甲基丙烯磺酸钠1-3份、丙烯酰胺5-20份、醋酸铵2-6份溶于10-15份去离子水中，搅拌制成b溶液；(3)在搅拌釜中加入1-5份的巯基乙醇和15-25份去离子水，搅拌溶解均匀，将温度控制在25℃，30min后向搅拌釜内滴加溶液a，45min后滴加溶液b，恒温25℃，搅拌1-2小时，得到改性剂；(4)按配比将三乙醇胺、乙二醇加入搅拌釜中，搅拌均匀；(5)按配比再将步骤(3)所得改性剂加入搅拌釜中，快速搅拌均匀之后，用100目-150目的滤布过滤，得到磷渣水泥专用助磨剂。本发明所用原料均为市场购买所得。本发明的有益效果：1、本发明助磨剂能有效的消除水泥细颗粒间的静电吸附，使水泥颗粒表面光滑，磨机衬板、研磨体光亮，可以使细颗粒及时排出磨外，消除了过粉磨现象，提高了粉磨效率；使用时，掺加本品0.1％，在配比不变的情况下，一般可提高磨机产量5-10％。2、本发明助磨剂中的改性剂，其减少了磷渣水泥中的缓凝基团oh，从而改善了凝结时间长，早期强度增进率低的缺点，提高了早期和后期强度，可加快铝酸三钙和硅酸三钙的水化速度；使用时，磷渣水泥掺加本发明产品0.1％，强度可提高5-6mpa，凝结时间可提前45min左右。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。实施例1一种磷渣水泥专用助磨剂，是由以下重量份的原料制备而成：三乙醇胺5份、乙二醇4份和改性剂5份；所述改性剂通过以下步骤制得：(1)制备溶液a：称取聚乙二醇单甲醚2份、硫代硫酸钠1份溶于5份去离子水中，搅拌溶解制成a溶液；(2)制备溶液b：称取甲基丙烯磺酸钠1份、丙烯酰胺5份、醋酸铵2份溶于10份去离子水中，搅拌制成b溶液；(3)在搅拌釜中加入1份的巯基乙醇和15份去离子水，搅拌溶解均匀，将温度控制在25℃，30min后向搅拌釜内滴加溶液a，45min后滴加溶液b，恒温25℃，搅拌1小时，得到改性剂。所述三乙醇胺的纯度为85％。所述乙二醇的纯度为85％。一种磷渣水泥专用助磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)制备溶液a：称取聚乙二醇单甲醚2份、硫代硫酸钠1份溶于5份去离子水中，搅拌溶解制成a溶液；(2)制备溶液b：称取甲基丙烯磺酸钠1份、丙烯酰胺5份、醋酸铵2份溶于10份去离子水中，搅拌制成b溶液；(3)在搅拌釜中加入1份的巯基乙醇和15份去离子水，搅拌溶解均匀，将温度控制在25℃，30min后向搅拌釜内滴加溶液a，45min后滴加溶液b，恒温25℃，搅拌1小时，得到改性剂；(4)按配比将三乙醇胺、乙二醇加入搅拌釜中，搅拌均匀；(5)按配比再将步骤(3)所得改性剂加入搅拌釜中，快速搅拌均匀之后，用100目的滤布过滤，得到磷渣水泥专用助磨剂。实施例2一种磷渣水泥专用助磨剂，是由以下重量份的原料制备而成：三乙醇胺18份、乙二醇5份和改性剂8份；所述改性剂通过以下步骤制得：(1)制备溶液a：称取聚乙二醇单甲醚3份、硫代硫酸钠2份溶于8份去离子水中，搅拌溶解制成a溶液；(2)制备溶液b：称取甲基丙烯磺酸钠2份、丙烯酰胺12份、醋酸铵4份溶于12份去离子水中，搅拌制成b溶液；(3)在搅拌釜中加入3份的巯基乙醇和20份去离子水，搅拌溶解均匀，将温度控制在25℃，30min后向搅拌釜内滴加溶液a，45min后滴加溶液b，恒温25℃，搅拌1.5小时，得到改性剂。所述三乙醇胺的纯度为85％。所述乙二醇的纯度为85％。一种磷渣水泥专用助磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)制备溶液a：称取聚乙二醇单甲醚3份、硫代硫酸钠2份溶于8份去离子水中，搅拌溶解制成a溶液；(2)制备溶液b：称取甲基丙烯磺酸钠2份、丙烯酰胺12份、醋酸铵4份溶于12份去离子水中，搅拌制成b溶液；(3)在搅拌釜中加入3份的巯基乙醇和20份去离子水，搅拌溶解均匀，将温度控制在25℃，30min后向搅拌釜内滴加溶液a，45min后滴加溶液b，恒温25℃，搅拌1.5小时，得到改性剂；(4)按配比将三乙醇胺、乙二醇加入搅拌釜中，搅拌均匀；(5)按配比再将步骤(3)所得改性剂加入搅拌釜中，快速搅拌均匀之后，用125目的滤布过滤，得到磷渣水泥专用助磨剂。实施例3一种磷渣水泥专用助磨剂，是由以下重量份的原料制备而成：三乙醇胺25份、乙二醇6份和改性剂10份；所述改性剂通过以下步骤制得：(1)制备溶液a：称取聚乙二醇单甲醚5份、硫代硫酸钠3份溶于10份去离子水中，搅拌溶解制成a溶液；(2)制备溶液b：称取甲基丙烯磺酸钠3份、丙烯酰胺20份、醋酸铵6份溶于15份去离子水中，搅拌制成b溶液；(3)在搅拌釜中加入5份的巯基乙醇和25份去离子水，搅拌溶解均匀，将温度控制在25℃，30min后向搅拌釜内滴加溶液a，45min后滴加溶液b，恒温25℃，搅拌2小时，得到改性剂。所述三乙醇胺的纯度为85％。所述乙二醇的纯度为85％。一种磷渣水泥专用助磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)制备溶液a：称取聚乙二醇单甲醚5份、硫代硫酸钠3份溶于10份去离子水中，搅拌溶解制成a溶液；(2)制备溶液b：称取甲基丙烯磺酸钠3份、丙烯酰胺20份、醋酸铵6份溶于15份去离子水中，搅拌制成b溶液；(3)在搅拌釜中加入5份的巯基乙醇和25份去离子水，搅拌溶解均匀，将温度控制在25℃，30min后向搅拌釜内滴加溶液a，45min后滴加溶液b，恒温25℃，搅拌2小时，得到改性剂；(4)按配比将三乙醇胺、乙二醇加入搅拌釜中，搅拌均匀；(5)按配比再将步骤(3)所得改性剂加入搅拌釜中，快速搅拌均匀之后，用150目的滤布过滤，得到磷渣水泥专用助磨剂。为进一步验证本发明助磨剂的使用效果，将上述实施例1-3、常用市售助磨剂分别掺杂于磷渣水泥中，并设空白对比例，即不添加任何助磨剂；对其凝结情况进行统计和比较(数据如下表)：磷渣水泥物料配比：熟料75％，石膏5％，磷渣20％。试验操作：分五个试验组，每个试验组称取5kg水泥物料，分别按配比加入实施例1-3与空白例、市售通用型助磨剂做对比。分别加入φ500×500mm水泥实验小磨，粉磨30分钟，然后将磨制的水泥按照国家标准gb/t17671-1999水泥胶砂强度检验方法检验水泥强度，按照国家标准gb/t1346-2011水泥标准稠度用水量、凝结时间对水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性进行检测。表1性能测试结果项目实施例1实施例2实施例3空白例市售通用型助磨剂掺量0.1％0.1％0.1％00.1％3d强度(mpa)28.730.029.123.726.928d强度(mpa)58.058.959.453.156.2标准稠度需水量(％)29.029.429.128.629.3初凝时间(min)192202197239223终凝时间(min)256262248315302从表格数据可以看出，使用本发明实施例1-3的磷渣水泥专用助磨剂，3d和28d强度都较空白对比样高5-6mpa，比市售通用型助磨剂样高2-3mpa，凝结时间较空白对比样提前45min左右，比市售通用型助磨剂提前30min左右。相对于使用市售通用型助磨剂，使用本发明助磨剂后，缩短了磷渣水泥凝结时间、提高了它的早期强度增进率，扩大了磷渣在水泥工业中的应用，一定程度缓解了磷渣排放导致的一系列环境问题，带来显著的社会和经济效益。需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。当前第1页12