CN104529230A - 一种矿渣微粉立磨用液体外加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种矿渣微粉立磨用液体外加剂及其制备方法，它的重量份比组成为：造纸废液黑液31－48份，制糖废液糖蜜28－35 份，VC制药废液14－27份，羧甲基纤维素4－7份，二乙醇单异丙醇胺5－10份，海藻酸钠0.1－0.5份。该外加剂在生产过程利用多种工业生产所产生的废液，不需利用水专门配制产品或组分的溶液，能够最大限度地减少水资源的耗费。在减少水资源耗费的同时，还可以为原料提供企业降低原有工业废液水处理的成本，降低外加剂生产企业的生产成本，提高外加剂的性价比优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种于水泥工艺外加剂的技术领域，特别涉及一种全部利用工业废液、及其他组份，不需要加入水生产的液体型外加剂及其制备方法，在水泥生产的粉磨过程中加入该种外加剂，达到提高粉磨效率、改善水泥性能的效果。
背景技术
水泥外加剂是用于提高水泥磨机产量，降低水泥粉磨电耗、增加水泥细度，改善水泥品质 ( 例如 ：显著提高水泥强度 ) 的工艺外加剂，其加入量一般不超过水泥质量的 0.5％。
水泥粉磨作业应用的设备原来主要是球磨机，球磨机的容积利用率一般在50%以下，所以工作效率低，并且单位产量的动力消耗大。老式磨机的能量利用率只有1-2%，近代新式球磨机的能量利用率也只有5-7%，因此，球磨机95%左右的电能被浪费掉，主要转变成热能和噪音而消失，所以工人的劳动操作条件差。
现有技术中也有用立磨代替原来的球磨机，水泥立式辊磨机采用的是单机工艺流程，入磨物料经配料由输送设备送进物料稳料仓，经锁风阀喂入辊磨机，在辊磨机中物料随着磨盘的旋转从中心向边缘运动，辊磨采用锥形磨辊和倾斜磨盘的配合可以保证粉磨细物料时形成稳定的料床，每个磨辊的小端负责为后续磨辊准备料床，而磨辊大端负责研磨物料。粉碎后的物料在磨盘边缘被从风环进入的热气体带起，粗粉颗粒回落到磨盘再粉磨，较细物料被带到选粉机进行分选，分选后的粗粉也返回到磨盘再粉磨，合格细粉被带入收尘器器收集作为成品。部分难磨的大颗粒物料在风环处不能被热风带起，通过吐渣口进入外循环系统，经除铁再入辊磨机与新物料一起粉磨。分选采用动静态组合式高效笼式选粉机，能够合理调整产品的比表面积，保证水泥成品有合理的颗粒级配。
无论是球磨机还是立磨机，作为水泥生产半成品的水泥熟料的生产，需要消耗大量的自然资源 ( 原料、燃料 )，生产过程中排放大量的 CO2及其它可造成环境污染的气体及粉尘。水泥生产中减少熟料用量，对水泥工业的节能减排有重要意义。
在液体助磨剂方面，国外典型的液体助磨剂专利是由乙二醇、三乙醇胺、木质素、醋酸钠、尿素、羟烷基胺等组成；国内典型的液体助磨剂是由三乙醇胺、乙二醇、醋酸胺、烷基多苷、尿素、腐殖酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、纸浆废液等组成。上述产品均以化工原料为主进行复合配制，原料的价格昂贵，助磨剂的成本高。
糖蜜是制糖工业的一种副产物，其中含有蔗糖、果糖、葡萄糖、葡聚糖、棉实糖、甜菜碱、焦糖色素、氨基酸、无机物等，总糖含量可达 50％～ 60％。由于其价格低廉，且资源化利用的工艺简单，因此，在化工、轻工、食品、医药和建材等行业中有很大的开发价值。目前，国内外对糖蜜的利用主要分两类，一是初级利用，即直接利用。二是深度利用，即从中提取有效成分，或作为发酵原料生产高附加值的发酵制品和生物制品，如焦糖色素、酵母、乳酸、氨基酸、单细胞蛋白、酒精以及丙酮、丁醇等。在建材行业，糖蜜主要用作水泥混凝土的缓凝剂和减水剂。
为降低生产成本，且能提高对资源的利用的同时减轻对环境的污染与破坏，研究利用工业废液生产外加剂。
专利 CN102115316A 公开了一种增强型液体水泥助磨剂，由三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙二醇、甲酸钠、乙酸钠、木质素磺酸钠、脱糖糖蜜、丙三醇和水组成，各组分的含量( 重量百分数 ) 为 ：三乙醇胺 ：10％～ 20％，三异丙醇胺 ：5％～ 10％，二乙二醇 ：3％～ 5％，甲酸钠 ：2％～5％，乙酸钠 ：2％～5％，木质素磺酸钠 ：1％～3％，脱糖糖蜜10％～20％，丙三醇 ：5％～ 10％其余为水。该专利主要是利用醇胺类物质的助磨增强效果，糖蜜用量低。因此，原料价格较高，产品的性价比较低，且仅仅为由几种化工原料经简单物理复配而制得的常温混合物。
专利CN 102432221B公开了一种糖蜜基水泥助磨剂，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，甲酸钠溶液 5 ～ 12 份。上述产品在制作的过程中采用如下步骤：(1) 将烧碱配制成质量浓度 50％的水溶液，甲酸钠配制成质量浓度 40％的水溶液 ； (2) 将糖蜜与烧碱溶液混合，搅拌，加热至 60℃～ 90℃，保温 2 ～ 4 小时 ； (3) 停止加热，之后加入三乙醇胺、丙三醇、甲酸钠溶液，搅拌均匀，即得。上述产品也是一种主要是利用醇胺类物质的助磨增强效果，且除了糖蜜为工业废液外，其余组分的原料全部为工业产品，价格较高，且在生产过程中需要利用水配制相应的溶液，费时、费力的同时还要耗费有限的水资源，且原料价格仍较高，产品的性价比仍较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种矿渣微粉立磨用液体外加剂及其制备方法，该外加剂在生产过程利用多种工业生产所产生的废液，不需利用水专门配制产品或组分的溶液，能够最大限度地减少水资源的耗费。在减少水资源耗费的同时，还可以为原料提供企业降低原有工业废液水处理的成本，降低外加剂生产企业的生产成本，提高外加剂的性价比优势。
为解决上述技术问题，本发明的采用以下技术方案：
一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，它的重量份比组成为：造纸废液黑液31－48份，制糖废液糖蜜28－35 份，VC制药废液14－27份，羧甲基纤维素4－7份，二乙醇单异丙醇胺5－10份，海藻酸钠0.1－0.5份。
本发明在现有技术的基础上，充分利用工业废液，不仅加入制糖废液糖蜜，还加入了VC制药废液、造纸废液黑液。
VC制药废液废水中含有甲醇、乙醇、甲酸、蛋白质、古龙酸、磷酸盐等物质。上述废水整体呈酸性，且COD浓度很高。这样的废水如不加以处理直接排放，会对自然水体和周围环境造成严重污染。而废水处理的工艺复杂，处理成本高，本发明将上述废液利用制作液体外加剂，可以减轻上述废液的处理成本，降低废液排放带来的污染。
造纸废液黑液主要含有木质纤维和纤维细料悬浮物 、半纤维素、甲醇、乙酸、甲酸、糖类等、木质素和大分子碳水化合物、松香酸和不饱和脂肪酸等。
本发明通过上述技术方案，完全由工业废液加入相应的组份，配制成新型的液体外加剂，减少了水的使用，节约水资源；同时还减少了上游企业废液处理的成本，节省了处理费用，减轻了环境污染。
一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，它的重量份比组成的优选方案为：造纸废液黑液36.8份，制糖废液糖蜜30 份，VC制药废液20份，羧甲基纤维素5份，二乙醇单异丙醇胺8份，海藻酸钠0.2份。
所述的一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，其制备方法包括如下步骤：
(1) 将造纸废液黑液，制糖废液糖蜜，VC制药废液，通过带有加热功能的混合搅拌罐进行混合并加热至 25℃～ 40℃，搅拌20～30分钟；
(2) 停止加热，之后通过加药泵向搅拌罐内加入羧甲基纤维素，二乙醇单异丙醇胺，海藻酸钠；加入后利用搅拌罐的循环装置进行循环搅拌1～2小时，循环搅拌完成后保温 3～5小时，即得本产品。
本技术方案的有益效果是：
(1) 本发明不再利用水配制组份的溶液，全部采用工业生产的废液，节约水资源及废水处理的成本，原料成本低，产品性价比更高，制备方法简单。
(2) 本发明的外加剂可减少水泥生产过程中的熟料用量并操持水泥强度，因此可减少5%-10%的CO2排放，提高水泥立磨机产量15%-25％，可显著降低水泥生产成本，提高水泥企业的经济效益和社会效益。
(3) 本发明的外加剂可以有效降低水泥研磨过程中的团聚现象，提高水泥研磨的生产效率，降低设备的维护保养成本。
具体实施方式
本发明所涉及的原料均为市售工业级产品。
实施例1
一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，它的重量份比组成为：造纸废液黑液48份，制糖废液糖蜜28份，VC制药废液14份，羧甲基纤维素4份，二乙醇单异丙醇胺5.8份，海藻酸钠0.2份。
制备方法，步骤如下：
(1) 将造纸废液黑液，制糖废液糖蜜，VC制药废液，混合并加热至25℃，搅拌30分钟；
(2) 停止加热，之后加入羧甲基纤维素，二乙醇单异丙醇胺，海藻酸钠，搅拌2小时，保温5小时，即得本产品。
实施例2
1、一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，它的重量份比组成为：造纸废液黑液31份，制糖废液糖蜜35份，VC制药废液16.5份，羧甲基纤维素7份，二乙醇单异丙醇胺10份，海藻酸钠0.5份。
制备方法，步骤如下：
(1) 将造纸废液黑液，制糖废液糖蜜，VC制药废液，通过带有加热功能的混合搅拌罐进行混合并加热至40℃，搅拌20分钟；
(2) 停止加热，之后通过加药泵向搅拌罐内加入羧甲基纤维素，二乙醇单异丙醇胺，海藻酸钠；加入后利用搅拌罐的循环装置进行循环搅拌1小时，循环搅拌完成后保温３小时，即得本产品。
实施例3
一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，它的重量份比组成为：造纸废液黑液28.9份，制糖废液糖蜜32份，VC制药废液27份，羧甲基纤维素5份，二乙醇单异丙醇胺7份，海藻酸钠0.1份。
制备方法包括如下步骤：
(1) 将造纸废液黑液，制糖废液糖蜜，VC制药废液，混合并加热至33℃，搅拌26分钟；
(2) 停止加热，之后加入羧甲基纤维素，二乙醇单异丙醇胺，海藻酸钠，搅拌1.5小时，保温4小时，即得。
实施例4
一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，它的重量份比组成为：造纸废液黑液36份，制糖废液糖蜜30份，VC制药废液20份，羧甲基纤维素5.7份，二乙醇单异丙醇胺8份，海藻酸钠0.3份。
制备方法包括如下步骤：
(1) 将造纸废液黑液，制糖废液糖蜜，VC制药废液，混合并加热至 30℃，搅拌25分钟；
(2) 停止加热，之后加入羧甲基纤维素，二乙醇单异丙醇胺，海藻酸钠，搅拌1.6小时，保温 4.2 小时，即得本产品。
实施例5
一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，它的重量份比组成为：造纸废液黑液36.8份，制糖废液糖蜜30 份，VC制药废液20份，羧甲基纤维素5份，二乙醇单异丙醇胺8份，海藻酸钠0.2份。
制备方法包括如下步骤：
(1) 将造纸废液黑液，制糖废液糖蜜，VC制药废液，混合并加热至 35℃，搅拌28分钟；
(2) 停止加热，之后加入羧甲基纤维素，二乙醇单异丙醇胺，海藻酸钠，搅拌2小时，保温５小时，即得。
对比试验1
实验设备：中信重工LGMS4624矿粉立磨2台，磨机台时90-100吨，控制指标：比表面积420-430㎡/㎏；
原产品参数：没有使用立磨助磨剂作为外加剂；由于矿渣活性不好，矿粉的7天活性60-70%，28天活性80-90%；达不到95级矿粉指标。
试验过程：
1、实验准备：实验前3天磨机台时平均93吨，比表面积424㎡/㎏。试验在中信重工LGMS4624矿粉立磨2台上进行，实验前对磨机助磨剂掺加装置进行改造，试验前期试验用本技术方案的实施例1－5的产品，掺加量均为6/万，各做24小时。
2、对比空白样：试验自8月1日0-10点留取10个小时空白对比样，留取对比样时磨机保持稳定。
表1：实验颗粒分布表
实验数据分析：从颗粒分布看，加入助磨剂后矿粉细颗粒（＜8微米）增多，这对矿粉发挥活性非常有利。
表2：活性参数对比表
实验数据分析：
加入本技术方案的助磨剂后七天强度比提高；28天强度比提高；矿粉达到95级矿粉标准。
效果对比试验2
试验目的：针对普通水泥助磨剂YX103+作为对照组；本技术方案新研发的矿渣立磨助磨剂FV6L3（分别取实施例1、2、3、4、5进行实验）在矿渣立磨上进行实验验证，主要看磨机台时、比表面积、工艺稳定性、磨出矿粉7天、28天活性效果。
试验计划：在同一台矿渣立磨机上，分时段统计磨机参数、台时、矿粉活性，进行分析对比。
实验设备配置：本次实验所使用的是HRM2800S矿渣立磨；入磨物料配比：矿渣100%。
表3：对比实验1试验参数表格
实验结果分析：从实验过程看，加上普通水泥助磨剂YX103+，磨机振动大，磨内循环负荷大；加入本技术方案的矿渣立磨助磨剂FV6L3后，磨机稳定，振幅小，磨机压力可以上调，比表面积上涨，逐步提高台时，同时在调整后磨机电流下降比空白组及对照组均有所下降，现场看提产5.8吨（10%），比表面积平均上涨25㎡/㎏。
表4：试验矿粉活性检验结果表
实验结果分析：
1、加入普通水泥管磨助磨剂后，因磨机不稳定，比表面积下降，7、28天活性基本没增长；
2、但加入矿渣立磨助磨剂FV6L3后，磨机稳定，比表面积上涨，7天活性平均提高7.04%，28天活性平均 提高6.08%。
3、在加入矿渣微粉助磨剂FV6L3后矿渣立磨台时提高10%，每吨省电约5度；磨机主电流下降3.1，折合省电2.6%，约1.3度；总计吨矿粉节约电耗6.3度。
4、由于矿渣立磨和普通管磨粉磨助磨机里不同，管磨助磨剂不能适应矿渣立磨生产，而立磨助磨剂开发机理完全针对立磨粉磨工艺，加入后磨况稳定，压力、台时、比表都能稳定提高，从实验效果看，完全达到产品设计初期提高7天、28天活性5%以上，提高台时5%以上，磨况稳定的设计目标。
Claims (3)
1.一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，它的重量份比组成为：造纸废液黑液31－48份，制糖废液糖蜜28－35 份，VC制药废液14－27份，羧甲基纤维素4－7份，二乙醇单异丙醇胺5－10份，海藻酸钠0.1－0.5份。
2.一种矿渣微粉立磨用液体外加剂，它的重量份比组成为：造纸废液黑液36.8份，制糖废液糖蜜30 份，VC制药废液20份，羧甲基纤维素5份，二乙醇单异丙醇胺8份，海藻酸钠0.2份。
3.根据权利要求 1 或2所述的一种矿渣微粉立磨用液体外加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 将造纸废液黑液，制糖废液糖蜜，VC制药废液，混合并加热至 25℃～ 40℃，搅拌20～30分钟；
(2) 停止加热，之后加入羧甲基纤维素，二乙醇单异丙醇胺，海藻酸钠，搅拌1-2小时，保温3～5小时，即得。
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