一种矿渣专用助磨剂及其制备方法与流程

本发明属于助磨剂领域，尤其涉及一种矿渣专用助磨剂及其制备方法。

背景技术：

1、矿渣是生铁冶炼时产生的工业废渣，具有较高的潜在活性，因此磨细矿渣粉被广泛应用于高性能混凝土的制备中。但矿渣在使用过程中存在易磨性差、早期活性偏低等缺点。延长粉磨时间虽然可以提高矿粉性能，但增加了能耗，也降低了粉磨效率。同时随着矿渣粉磨时间延长，矿渣内部的电价键断裂，在断面两侧形成一系列交错的活性点，它们彼此吸引，使断裂面趋向于复愈合并使物料发生团聚，从而使粉磨产量和质量大幅度下降。

2、因此，为降低粉磨过程中的能耗，阻止矿渣的团聚现象，使用助磨剂是简单易行的办法。但现有助磨剂缺乏对矿粉的活性激发能力，迫切需要一种专门针对矿渣进行粉磨，有效发挥矿渣潜在活性的助磨剂。

技术实现思路

1、发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效激发矿渣粉潜在活性的助磨剂及制备方法，该助磨剂基于由丙烯醇聚醚多元醇制备而成的改性晶核早强剂的加入，能够通过配位键有效吸附于c-s-h晶核表面，控制粒径尺寸长大，使得制备的晶核拥有更小的尺寸；同时加入苯乙烯-马来酸酐共聚物作为超分散剂，使得晶核和溶剂的分散体稳定，进而具有优异的分散稳定性，有助于助磨剂的性能稳定。

2、技术方案：本发明的矿渣专用助磨剂，按重量份数计包括如下原料：改性晶核早强剂4-9份，聚合多元醇5-10份，苯乙烯-马来酸酐共聚物1-2份及水4-5份；

3、所述改性晶核早强剂包括质量比为1-4:1的钙硅反应原液和反应底液，其中，反应底液由质量比1.6-2:1的丙烯醇聚醚多元醇和聚羧酸减水剂复配而成；

4、所述丙烯醇聚醚多元醇所采用的原料按重量份数计包括丙烯醇2-8份、环氧化合物4-20份、溶剂10-15份及甲醇钠0.3-0.8份。

5、本发明的矿渣专用助磨剂，通过引入由丙烯醇和环氧化合物反应而成的丙烯醇聚醚多元醇制备而成的改性晶核早强剂，丙烯醇和环氧化合物反应生成丙烯醇聚醚多元醇，其链上的羟基能够与c-s-h晶核中的金属离子形成配位键吸附，进而能够实现丙烯醇聚醚多元醇吸附于c-s-h晶核上，对晶核表面进行紧密包裹，限制了晶核尺寸的长大，有效控制了其尺寸以形成更小的尺寸粒径，进而提高了所制备的改性晶核早强剂的分散稳定性，提高了改性晶核早强剂的有效活性；同时，改性晶核早强剂的加入，能够吸附软化矿渣粉表面，使矿渣更易破碎，阻止矿渣粉团聚、黏附现象，提高矿渣颗粒粉磨效率；且改性晶核早强剂可与矿粉中的钙、铝等离子在碱性条件中生成较稳定的络合物，加快它们的迁移，水化环境中的氢氧根离子也会促使矿渣粉中的钙相解体，生成氢氧化钙，从而使各龄期活性都有显著提高，有助于激发矿渣粉的潜在活性。

6、此外，助磨剂中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物，其能够锚固丙烯醇聚醚多元醇上的基团吸附于固体颗粒表面，其溶剂化链在介质充分扩展，形成位阻层来阻止固体粒子的絮凝团聚，达到空间位阻的作用。

7、进一步说，该助磨剂采用的丙烯醇聚醚多元醇由如下步骤制得：将丙烯醇和溶剂于30-40℃条件下混合搅拌，并加入环氧化合物升温至90-180℃，加入催化剂甲醇钠，于0.1-2.0mpa条件下搅拌反应4-8h，制得丙烯醇聚醚多元醇。

8、进一步说，该助磨剂采用的环氧化合物可为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷或缩水甘油醚。

9、进一步说，该助磨剂采用的钙硅反应原液包括质量比5-8:6的钙盐和硅酸盐；其中，所述钙盐为甲酸钙、乙酸钙、碳酸氢钙、硝酸钙或氢氧化钙，硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或氟硅酸钠。

10、进一步说，该助磨剂采用的改性晶核早强剂由如下步骤制得：将钙硅反应原液均匀加入至反应底液混合，调节ph值为10.5-12.5，并于15-60℃条件下水热反应8-14h，制得改性晶核早强剂。

11、本发明制备上述矿渣专用助磨剂的方法，包括如下步骤：将改性晶核早强剂，聚合多元醇，苯乙烯-马来酸酐共聚物及水混合搅拌分散0.5-1h即可；其中，转速为3000-5000rpm

12、本发明所制备的矿粉专用助磨剂掺量占矿粉质量的0.1-0.5％。

13、有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：首先，制备的改性晶核早强剂具有优异的分散稳定性，进而提高了其后期应用的有效活性；其次，基于该改性晶核早强剂所制备的助磨剂，在粉磨过程中能够与矿渣中的成分反应，激发了矿渣的潜在活性，且作为助磨剂能够有效阻止矿渣粉团聚、黏附现象，提高矿渣颗粒粉磨效率。

技术特征：

1.一种矿渣专用助磨剂，其特征在于，按重量份数计包括如下原料：改性晶核早强剂4-9份，聚合多元醇5-10份，苯乙烯-马来酸酐共聚物1-2份及水4-5份；

2.根据权利要求1所述的矿渣专用助磨剂，其特征在于，所述丙烯醇聚醚多元醇由如下步骤制得：将丙烯醇和溶剂于30-40℃条件下混合搅拌，并加入环氧化合物升温至90-180℃，加入催化剂甲醇钠，于0.1-2.0mpa条件下搅拌反应4-8h，制得丙烯醇聚醚多元醇。

3.根据权利要求1或2所述的矿渣专用助磨剂，其特征在于，所述环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷或缩水甘油醚。

4.根据权利要求1所述的矿渣专用助磨剂，其特征在于，所述钙硅反应原液包括质量比5-8:6的钙盐和硅酸盐；其中，所述钙盐为甲酸钙、乙酸钙、碳酸氢钙、硝酸钙或氢氧化钙，硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或氟硅酸钠。

5.根据权利要求1所述的矿渣专用助磨剂，其特征在于，所述改性晶核早强剂由如下步骤制得：将钙硅反应原液均匀加入至反应底液混合，调节ph值为10.5-12.5，并于15-60℃条件下水热反应8-14h，制得改性晶核早强剂。

6.一种制备权利要求1所述矿渣专用助磨剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：将改性晶核早强剂，聚合多元醇，苯乙烯-马来酸酐共聚物及水混合搅拌分散0.5-1h即可；其中，转速为3000-5000rpm。

7.一种矿渣专用助磨剂，其特征在于，权利要求1所制备的矿粉专用助磨剂掺量为待粉磨矿粉质量的0.1-0.5％。

技术总结
本发明公开了一种矿渣专用助磨剂及其制备方法，助磨剂包括改性晶核早强剂，聚合多元醇，苯乙烯‑马来酸酐共聚物及水；其中的改性晶核早强剂包括钙硅反应原液和反应底液，反应底液是由丙烯醇聚醚多元醇和聚羧酸减水剂复配而成，且丙烯醇聚醚多元醇包括丙烯醇、环氧化合物、溶剂及甲醇钠；制备时将改性晶核早强剂、聚合多元醇、苯乙烯‑马来酸酐共聚物及水混合后，经高速搅拌混合制得该助磨剂。本发明的助磨剂具有良好的分散稳定性，能够有效阻止矿渣粉团聚、黏附现象，提高矿渣颗粒粉磨效率；且在粉磨过程中能够与矿渣中的成分反应，激发了矿渣的潜在活性，提高各龄期强度。

技术研发人员：李云杰,朱宝贵,纪小敏,蒋文,吴浩
受保护的技术使用者：江苏博拓新型建筑材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27