一种水泥用高效助磨矿化料及其制备方法与流程

本发明涉及一种水泥用高效助磨矿化料及其制备方法，属于水泥生产。

背景技术：

1、水泥是一般土木建筑工程的基础原材料，水泥工业与经济建设密不可分。据不完全统计，近年来我国水泥年产量已超20亿吨，连续多年位居世界第一。水泥工业是一种高能耗的产业，生产过程中不仅消耗大量的能耗，还排放出大量的co2、no等气体。水泥行业作为工业排碳大户，如何降低生产过程中碳排放已成为每个水泥生产企业的重要任务。一般土木建筑工程使用的水泥为硅酸盐类水泥，它是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏(还可能加入混合材料、外加剂)磨细而成。在水泥生产过程中通过减少熟料用量，能够有效降低水泥生产成本、降低能耗、减少水泥碳排放量。目前，水泥生产企业多采用在生产过程中掺加水泥助磨剂的方式，来降低水泥熟料用量增加混合材掺加量，已实现降低水泥生产成本、降低生产能耗、减少碳排放量的目的。

2、当前，水泥助磨剂是以醇胺类、醇类等有机物为主，糖类、无机盐类为辅的水泥外加剂，其有效组分能够起到促进水泥水化提高水泥强度的作用，在水泥生产过程中掺加水泥质量的0.03％-0.1％的水泥助磨剂，可以降低水泥熟料用量5％左右，用同等质量的混合材替代。cn102432221a公开了一种糖蜜基水泥助磨剂及其制备方法，其重量份比组成为：糖蜜50～70份，烧碱溶液10～15份，三乙醇胺5～10份，丙三醇5～20份和甲酸钠溶液5～12份。上述糖蜜基水泥助磨剂明显提高水泥强度，降低水泥熟料配比5～7％，相应增加水泥混合材掺加量5～7％。cn103771752a公开了一种复合水泥助磨剂，由下列配料按重量份配制而成：三乙醇胺5％-15％、二异醇异丙醇胺20％-30％、聚合醇胺15％-20％、多聚磷酸钠5％-10％、木质素磺酸盐10％-20％、糖蜜5％-10％、余量为水。该复合水泥助磨剂具有传统助磨剂的助磨效果，能显署提高磨内物料的流动性和分散性，降低物料粘能力，改变磨內颗粒级配，激发物料的活性，降低水泥熟料用量在4-10％。

3、可见，目前通过使用水泥助磨剂，水泥生产企业虽然可以实现降低5％左右的熟料用量，但距水泥企业理想目标还有一段距离，由于水泥助磨剂性能有限，很难进一步提高水泥质量进而再降低水泥熟料用量。当前水泥助磨剂组分多以促进水泥熟料水化热为目的，对混合材的激发作用有限，从而导致水泥生产时水泥熟料用量不能进一步降低，进而不能进一步减少碳排放量。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种水泥用高效助磨矿化料及其制备方法，该助磨矿化料由多元醇胺组分、有机类助磨组分、糖类组分、无机盐类组分和水复配而成，应用于水泥生产(在已经添加了助磨剂的水泥中进一步添加本发明助磨矿化料)，能够起到促进水泥熟料水化、激发水泥混合材活性、提高水泥磨机台时产量，提高水泥质量，并可以在现有助磨剂基础上进一步降低水泥熟料用量、提高水泥混合材用量，降低水泥生产成本、降低水泥生产能耗并减少水泥生产碳排放量。

2、本发明的技术方案是：一种水泥用高效助磨矿化料，包括如下组分，按重量份计：多元醇胺组分15-50份、有机类助磨组分10-20份、糖类组分5-12份、无机盐类组分5-10份和水10-60份。

3、优选配比：多元醇胺组分18-30份、有机类助磨组分10-15份、糖类组分5-12份、无机盐类组分5-7份和水40-60份。

4、进一步的，上述有机类助磨组分为乙二醇(优选副产乙二醇)、丙三醇(优选副产丙三醇)、造纸废液中的一种。

5、进一步的，上述糖类组分为蔗糖、葡萄糖、糖蜜中的一种。

6、进一步的，上述无机盐类组分为氯化钠、氯化钙、硫代硫酸钠、硫氰酸钠中的一种或两种。

7、进一步的，上述多元醇胺组分的制备方法为：反应容器中加入三乙醇胺和碱，搅拌加热至60℃-70℃，反应1.5-2.5小时后滴加1,2-二卤乙烷，保温搅拌3-8h，然后升温至80-100℃继续反应2-6h，得到多元醇胺组分。上述乙醇胺、碱和1,2-二卤乙烷的摩尔比为2:1-2:0.9-1.0。

8、反应方程式如下所示。

9、

10、优选的，上述多元醇胺制备所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、三乙胺中的一种。

11、优选的，上述多元醇胺制备所用1,2-二卤乙烷中的卤素为氯、溴中的一种。

12、进一步的，上述水泥用高效助磨矿化料的制备方法，具体为：搅拌条件下，在水中先加入无机盐类组分混合均匀，再加入糖类组分混合均匀，最后加入多元醇胺组分和有机类助磨组分混合均匀即可。

13、本发明中多元醇胺能够促进水泥熟料矿物水化，加快氢氧化钙生成提高水泥浆体碱度，使混合材当中所含硅氧键、铝氧键更容易断开，从而使水泥混合材当中存在的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分与氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等提高水泥质量；副产乙二醇、副产丙三醇、造纸废液作为助磨组分为表面活化剂，主要起到降低物料表面能，加快物理破碎速度，消除物理粉磨过程中产生静电，以及防止物理破碎后细小裂纹闭合，降低物料过粉磨，继而达到提高水泥磨机台时产量、降低粉磨电耗的作用；蔗糖、葡萄糖、糖蜜，作用是在络合水泥水化初期，吸附在水泥颗粒富硅层表面的钙离子，提高水泥水化程度，减少水化产物孔隙率，提高水泥后期强度；氯化钠、氯化钙、硫代硫酸钠、硫氰酸钠等无机盐，在水泥水化时，能够吸附在混合材表面提高孔溶液ph，与多元醇胺相互搭配加速混合材中氧化硅、氧化铝的溶解，起到激发活性的作用。

14、使用方法：在已经添加了助磨剂的水泥中进一步添加本发明助磨矿化料，添加方法为：在水泥粉磨过程中，将水泥用高效助磨矿化料按0.03％-0.1％的掺加量掺入其中。

15、使用该产品应注意以下几点：1、该水泥用高效助磨矿化料掺量，以水泥总质量进行计算；2、掺入方式为内掺法，即在水泥粉磨过程中通过计量与其它原材料一起掺入磨内；3、该产品应保存于阴凉通风处，防止雨淋及暴晒。

16、本发明的有益效果是：

17、1、本发明以多元醇胺组分、有机类助磨组分、糖类组分、无机盐类组分和水复配制成矿化料，通过各组分之间的协调促进作用，可以提高水泥质量、降低水泥熟料用量提高混合材使用量，提高水泥粉磨台时产量，降低电耗，从而达到降低水泥生产能耗、减少水泥生产碳排放量的目的。在水泥生产过程中掺加0.03％-0.1％即可进一步降低3-6％水泥熟料用量，提高水泥磨机台时产量8％以上。

18、2、如图2所示，所生产的水泥用于混凝土，可以明显提高混凝土密实性，进而提高混凝土整体耐久性。且该产品生产工艺简单，产品储存周期长达一年以上，便于推广使用。

技术特征：

1.一种水泥用高效助磨矿化料，其特征是，包括如下组分，按重量份计：多元醇胺组分15-50份、有机类助磨组分10-20份、糖类组分5-12份、无机盐类组分5-10份和水10-60份。

2.如权利要求1所述的水泥用高效助磨矿化料，其特征是，各组分按重量份计：多元醇胺组分18-30份、有机类助磨组分10-15份、糖类组分5-12份、无机盐类组分5-7份和水40-60份。

3.如权利要求1所述的水泥用高效助磨矿化料，其特征是，所述有机类助磨组分为乙二醇、丙三醇、造纸废液中的一种。

4.如权利要求1所述的水泥用高效助磨矿化料，其特征是，所述糖类组分为蔗糖、葡萄糖、糖蜜中的一种。

5.如权利要求1所述的水泥用高效助磨矿化料，其特征是，所述无机盐类组分为氯化钠、氯化钙、硫代硫酸钠、硫氰酸钠中的一种或两种。

6.如权利要求1所述的水泥用高效助磨矿化料，其特征是，所述多元醇胺组分的制备方法为：反应容器中加入三乙醇胺和碱，搅拌加热至60℃-70℃，反应1.5-2.5小时后滴加1,2-二卤乙烷，保温搅拌3-8h，然后升温至80-100℃继续反应2-6h，得到多元醇胺组分；所述1,2-二卤乙烷中的卤素为氯、溴中的一种。

7.如权利要求6所述的水泥用高效助磨矿化料，其特征是，所述三乙醇胺、碱和1,2-二卤乙烷的摩尔比为2:1-2:0.9-1.0。

8.如权利要求6所述的水泥用高效助磨矿化料，其特征是，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、三乙胺中的一种。

9.权利要求1-8中任一项所述的水泥用高效助磨矿化料的制备方法，其特征是，搅拌条件下，在水中先加入无机盐类组分混合均匀，再加入糖类组分混合均匀，最后加入多元醇胺组分和有机类助磨组分混合均匀。

10.权利要求1-8中任一项所述的水泥用高效助磨矿化料的使用方法，其特征是，在已经添加了助磨剂的水泥中进一步添加水泥用高效助磨矿化料，添加方法为：在水泥粉磨过程中，将其按0.03％-0.1％的掺加量掺入。

技术总结
本发明公开了一种水泥用高效助磨矿化料及其制备方法，该助磨矿化料由多元醇胺组分、有机类助磨组分、糖类组分、无机盐类组分和水复配而成，应用于水泥生产，能够起到促进水泥熟料水化、激发水泥混合材活性、提高水泥磨机台时产量，提高水泥质量，并可以在现有助磨剂基础上进一步降低水泥熟料用量、提高水泥混合材用量，降低水泥生产成本、降低水泥生产能耗并减少水泥生产碳排放量。

技术研发人员：谢瑞兴,彭立刚,郭文倩,唐樱燕,岳光亮,于彭
受保护的技术使用者：山东众森科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13