CN102424536A - 一种水泥生料粉磨活化剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥生料粉磨活化剂的制备方法，包括步骤：(1)取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任一种作为异构体组合，或取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任两种或三种经混合得到异构体组合混合液，其中，所得异构体组合混合液中各组分的质量百分比不小于10%；(2)将步骤(1)所得异构体组合混合液经B＝0.40-1.20特斯拉的磁场磁化处理后得到水泥生料粉磨活化剂。本发明所得活化剂用于水泥生料粉磨过程，可有效降低原料的表面能，提高粉磨效率，降低粉磨过程中的能耗，提高生料的比表面积，降低生料的煅烧温度和煤耗，有利于水泥工业持续发展。

Description

一种水泥生料粉磨活化剂的制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料水泥熟料生产添加剂类和资源高效综合利用技术领域，更具体涉及一种水泥生料粉磨活化剂的制备方法。

背景技术

粉磨是将颗粒状物料通过机械力的作用变成细粉的过程。对于水泥生料粉磨过程来说，也是几种原料细粉均匀混合的过程。粉磨的目的是使物料表面积增大，使生料的物化活性增加，在生料的煅烧过程中促使其物理、化学反应的迅速完成。

生料的细度直接影响窑内锻烧时熟料中矿物的形成速度。生料细度越细，则生料各组分间越能混合均匀，窑内锻烧时生料各组分越能充分接触，使碳酸钙分解反应、固相反应和固液相反应的速度加快，有利于吸收游离氧化钙生成起主要胶凝效率的硅酸三钙；但当生料细度过细时，粉磨单位产品的电耗将显著增加，磨机产量迅速降低，而对熟料中游离氧化钙的吸收并不显著。

生料中的粗颗粒，特别是一些粗大的石英（结晶 SiO₂）和方解石晶体的反应能力低，且不能与其他氧化物组分充分接触，这就造成锻烧反应不完全，使熟料中f-CaO增多，严重影响熟料质量，所以必须严格加以控制生料的细度，而颗粒粒度较均匀的生料，能使熟料锻烧反应完全，并加速熟料的形成，故有利于提高窑的产量和熟料的质量。

表面活性剂是一种在粉磨过程中加入、改善粉体性能的活性材料。表面活性剂在粉磨过程中的应用改善了粉体的许多性能，促进了粉体新技术的发展。粉磨过程中加入表面活性剂能起分散、解聚作用，因为表面活性剂会吸附细颗粒的表面上，这就导致粉体系统粘度和团聚性降低。所以，粉磨过程中掺入少量表面活性剂会显著降低粉体的结构粘度，破坏其空间网格，降低晶体之间的晶格能，让原材料更容易被粉碎。表面活性剂在水泥生料粉磨过程中的应用未见相关文献和报道，本发明属于首创。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种水泥生料粉磨活化剂及其制备方法，将本发明所得活化剂用于水泥生料粉磨，能充分发挥粉磨设备的粉磨能力，提高水泥生料的比表面积，提高粉磨效率，还可以优化水泥生料的颗粒组成，改善生料的易烧性，促使熟料煅烧过程中物理化学反应的迅速完成，从而大幅度提高熟料的胶凝效率，降低生产成本和能耗。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一、一种水泥生料粉磨超高活化方法，包括以下步骤：

 (1)取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任一种作为异构体组合，或取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任两种或三种经混合得到异构体组合混合液，其中，所得异构体组合混合液中各组分的质量百分比不小于10%；

(2)将步骤(1)所得异构体组合或异构体组合混合液经B＝0.40 - 1.20 特斯拉的磁场磁化处理后得到水泥生料粉磨活化剂。

步骤(2)中，磁化处理时间不少于30分钟。

二、一种水泥生料磨粉活化剂是通过以下步骤制成的：

(1)取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任一种作为异构体组合，或取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任两种或三种经混合得到异构体组合混合液，其中，所得异构体组合混合液中各组分的质量百分比不小于10%；

(2)将步骤(1)所得异构体组合或异构体组合混合液经B＝0.40 - 1.20 特斯拉的磁场磁化处理后得到水泥生料粉磨活化剂。

将本发明活化剂按一定比例加入水泥生料中，按现有的水泥生料粉磨方法进行粉磨，即可显著提高水泥生料的比表面积和粉磨效率、优化水泥生料的颗粒组成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

(1)   本发明方法工艺简单，易控制，很适应大规模工业化生产；

(2)   本发明所有原材料均为无危害高分子物质，市面上广泛存在，价格低廉，生产成本低；

(3)本发明活化剂可用于水泥生料粉磨，能充分发挥粉磨设备的粉磨能力，提高水泥生料的比表面积和粉磨效率，还可以优化水泥生料的颗粒组成，改善生料的易烧性；

(4) 将本发明活化剂用于水泥生料粉磨，还能促使水泥熟料煅烧过程中物理化学反应的迅速完成，从而大幅度提高熟料的胶凝效率，降低生产成本和能耗。

具体实施方式

本发明方法以常见的有机化合物为原料，经过组合、磁化工艺，制得一种用于增加生料磨机产量、降低吨生料电耗、改善生料易磨性能、优化生料的颗粒组成、改善生料的易烧性、加快熟料煅烧过程中物理化学反应速率、大幅度提高熟料的胶凝效率、增加水泥制造企业的利润、减少有限的资源消耗等方面的超强活化剂。

本发明方法的具体步骤如下： 

(1) 取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任一种作为异构体组合，或取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任两种或三种经混合得到异构体组合混合液，其中，所得异构体组合混合液中各组分的质量百分比不小于10%；

异构体组合混合液具有以下4种组分组合：①二乙醇胺和亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁组合；②二乙醇胺和己二酸钠组合；③亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠组合；④二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠组合；上述4种异构体组合混合液各组分的重量范围如表1所示；

表1 异构体组合混合液组分及各组分的重量范围

(2)将步骤(1)所得异构体组合或异构体组合混合物经B＝0.40 - 1.20 特斯拉的磁场磁化至少30分钟得到活性很强的水泥生料粉磨活化剂。本发明实施例中所采用的磁化装置所用的磁铁为钕铁硼永磁铁，其表面磁力约为0.80特斯拉。只要磁化磁场强度B在0.40 - 1.20 特斯拉范围内，且磁化时间达到了30分钟，对本发明方法所得产品性能均无明显影响。

为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

取二乙醇胺经B＝0.80 特斯拉的磁场磁化处理后得到水泥生料粉磨活化剂。

实施例2

取亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁经B＝0.80特斯拉的磁场磁化处理后得到水泥生料粉磨活化剂。

实施例3

取己二酸钠经B＝0.80特斯拉的磁场磁化处理后得到水泥生料粉磨活化剂。

实施例4

按重量比10：90称取二乙醇胺和亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例5 

按重量比20：80称取二乙醇胺和亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例6

按重量比90：10称取二乙醇胺和亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例7

按重量比20：80称取二乙醇胺和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例8

按重量比10：90称取二乙醇胺和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例9

按重量比90：10称取二乙醇胺和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例10

按重量比70：30称取亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例11

按重量比10：90称取亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例12

按重量比90：10称取亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例13

按重量比10：70：20称取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例14

按重量比80：10：10称取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例15

按重量比10：80：10称取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例16

按重量比10：10：80称取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

实施例17

按重量比10：67：23称取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁和己二酸钠，经搅拌机混合均匀后得到异构体组合混合液；将得到的异构体组合混合液经B＝0.80特斯拉的磁场磁化30分钟得到液态的水泥生料粉磨活化剂。

下面将实施例2、3、13所得活化剂用于水泥生料粉磨中，并通过对比试验进一步说明本发明的优点和有益效果。本次对比试验中选用的某水泥生料原材料化学成分分析如表2所示。

表2 某水泥生料原材料化学成分分析（%）

按水泥生料总重量的0.15‰分别添加实施例2、3、13所得活化剂，并将添加有实施例2、3、13所得活化剂的同一批水泥生料于相同的粉磨条件下进行粉磨，并测试不同粉磨时间下水泥生料的比表面积，具体测试数据如表3所示。从表3可以看出，在相同的粉磨条件下，与未添加活化剂的生料相比，添加了活化剂的生料的比表面积增加了15.5%～30%，其中，以添加了实施例13所得活化剂的水泥生料增长速率最大，也就是说，在达到某一个需要的比表面积时，添加了实施例13所得活化剂的水泥生料所需要的粉磨时间最短。以450平方米每千克为基准，添加了实施例2、3、13所得活化剂的水泥生料分别在3小时、3小时、2.5小时即可达到本该3.5小时才能完成的任务，大大地缩短了粉磨的时间，节省了大量的能源。

表3 水泥生料粉磨时间及对应的比表面积值

同样的，按水泥生料总重量的0.15‰分别添加实施例2、3、13所得活化剂，并将添加有实施例2、3、13所得活化剂的同一批水泥生料于相同的粉磨条件下进行粉磨，并测试水泥生料的颗粒组成，具体数据如表4所示。从表4可以看出，与未添加活化剂的水泥生料相比，添加了活化剂的水泥生料中大于70微米和小于10微米的颗粒量减少，提高了生料颗粒组成的均匀性，也防止过粉磨现象浪费磨机容量和能源消耗。尤其是添加了实施例13所得活性剂的水泥生料，其10～50微米的颗粒量达到62.5%，颗粒均匀性优异，且有利于生料的分解和煅烧，有利于窑炉中固相反应、固液相反应的加快，更利于水泥熟料中主要晶相的形成和成长，提高熟料的胶凝效率及强度，为发展低碳水泥熟料及资源高效利用奠定坚实的基础。

表4  掺0.15‰活性剂的生料的颗粒组成(%)

 

Claims (3)

1.一种水泥生料粉磨活化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任一种作为异构体组合，或取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任两种或三种经混合得到异构体组合混合液，其中，所得异构体组合混合液中各组分的质量百分比不小于10%；

(2)将步骤(1)所得异构体组合或异构体组合混合液经B＝0.40 - 1.20 特斯拉的磁场磁化处理后得到水泥生料粉磨活化剂。

2.根据权利要求1所述的水泥生料粉磨活化剂的制备方法，其特征在于：

所述的步骤(2)中，磁化处理时间不少于30分钟。

3.一种水泥生料磨粉活化剂，其特征在于，该活化剂是通过以下步骤制成的：

(1)取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任一种作为异构体组合，或取二乙醇胺、亚硫酸盐酵母酿酒麦芽汁、己二酸钠中任两种或三种经混合得到异构体组合混合液，其中，所得异构体组合混合液中各组分的质量百分比不小于10%；

(2)将步骤(1)所得异构体组合或异构体组合混合液经B＝0.40 - 1.20 特斯拉的磁场磁化处理后得到水泥生料粉磨活化剂。