CN104609765A - 一种改性糖蜜废液的制备方法及水泥助磨剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种改性糖蜜废液的制备方法,其包括:步骤A,用氢氧化钠溶液调节糖蜜废液的PH=9~11,常压过滤得到糖蜜滤液A;步骤B,将醋酸溶液加入糖蜜滤液A至PH=2~3,得到糖蜜废液B,步骤C,将糖蜜废液B用35%双氧水、高锰酸钾或臭氧充分氧化,得到糖蜜废液C;步骤D,用氢氧化钠溶液调节糖蜜废液C的PH=9~11,得到改性糖蜜废液。本发明还提出一种水泥助磨剂,其由包括以下重量份的原料和水混合而成:三乙醇胺2~5份;二乙醇单异丙醇胺18~25份;工业盐3~5份;改性糖蜜废液20~30份。本发明具有生产成本低、对水泥的助粉磨和助水化效果好的特点。

Description

一种改性糖蜜废液的制备方法及水泥助磨剂
技术领域
本发明涉及水泥外加剂技术领域,具体是添加到水泥中的水泥助磨剂。
背景技术
水泥助磨剂能提高水泥粉磨台时产量,提高水泥胶砂强度,增加混合材掺量,实现水泥行业节能增效,水泥助磨剂的使用已有几十年的历史,为水泥企业带来了明显的经济效益。
目前国内外大部分工业应用的助磨剂配方主要由醇胺类、多元醇类、木质素磺酸类、烷基磺酸盐类、脂肪酸盐类等纯化工产品中的一种或几种物理混合而成,能较好的满足水泥粉磨的需求,但是近年因化工原料和运输成本不断上涨,助磨剂企业不断增多,竞争压力下迫使水泥助磨剂产品价格降低,水泥助磨剂行业的发展遇到了最困难的时期。
为降低成本,有些水泥助磨剂的组分中采用了糖蜜废液作为原料,糖蜜废液(除水以外)主要成分是腐型有机质(70%),腐殖酸、生化类黄腐酸、氨基酸和其他矿物质固形物(30%),其中腐型有机质为微生物难分解的大分子物质,含有各种功能型基团,比如说羰基、酚羟基、甲氧基、羧基、醌基等,这些官能团对水泥的助粉磨和助水化效果很好。申请号为201210081698和申请号为201210576958的中国专利公开了添加有糖蜜废液的水泥助磨剂,这类水泥助磨剂的生产成本低,对水泥的助粉磨和助水化效果有所提高。但是将糖蜜废液作为水泥助磨剂的原料还存在不足之处,因为糖蜜废液中功能型基团分子结构太大,官能团过于集中,不能充分发挥其助粉磨和助水化作用,因此有必要改进。
发明内容
本发明的目的是提出一种改性糖蜜废液的制备方法,通过改性来分散糖蜜废液中的功能型基团,由改性后的糖蜜废液复配的水泥助磨剂具有生产成本低、对水泥的助粉磨和助水化效果好的特点。
本发明的目的可通过以下技术方案实现:
一种改性糖蜜废液的制备方法,其包括以下步骤:
步骤A,取适量的糖蜜废液,用氢氧化钠溶液调节糖蜜废液的PH值,至糖蜜废液的PH=9~11,常压下过滤得到糖蜜滤液A。
步骤B,将醋酸溶液加入步骤A制得的糖蜜滤液A,调节糖蜜滤液A的PH=2~3,得到糖蜜废液B。
步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B用强氧化剂充分氧化,得到糖蜜废液C,所述强氧化剂为35%双氧水、高锰酸钾或臭氧。
步骤D,用氢氧化钠溶液调节步骤C制得的糖蜜废液C的PH值,至糖蜜废液C的PH=9~11,得到改性糖蜜废液。
可以将上述方案进一步优化,包括以下三种优化方式:
优化方式一、本发明的步骤C中所述的强氧化剂为35%双氧水时,将步骤B制得的糖蜜废液B与35%双氧水以体积比为1:0.1~0.2混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为20~30KPa、温度为90~100℃的条件下,使糖蜜废液B与35%工业双氧水充分反应,得到糖蜜废液C。
优化方式二、本发明的步骤C中所述的强氧化剂为高锰酸钾时,将步骤B制得的糖蜜废液B与高锰酸钾以重量比为1:0.01~0.02混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为20~30KPa、温度为90~100℃的条件下,使糖蜜废液B与高锰酸钾充分反应,得到糖蜜废液C。
优化方式三、本发明的步骤C中所述的强氧化剂为臭氧时,将步骤B制得的糖蜜废液B置于温度为90~100℃的臭氧环境中,持续搅拌使糖蜜废液B与臭氧充分反应,得到糖蜜废液C。
本发明还提出一种水泥助磨剂,其由包括以下重量份的原料混合制得:三乙醇胺2~5份,二乙醇单异丙醇胺18~25份,工业盐3~5份,糖蜜废液20~30份,水适量;所述糖蜜废液是由上述方法制得的改性糖蜜废液。
本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步:糖蜜废液经本发明改性后,能充分发挥出其水泥的助粉磨和助水化效果,用本发明制备的改性糖蜜废液制得的水泥助磨剂具有如下明显优点:
(1)    能明显降低水泥的细度和比表面积,有效提高了水泥磨的台时产量;
(2)    能显著提高水泥的凝结时间,非常有利于提高水泥混凝土产品模具的周转率;
(3)    提高水泥强度,三天强度提高3.6~4.3MPa,二十八天强度提高3.8~5.1MPa,减少水泥中水泥熟料的用量,有效降低了水泥使用成本。
具体实施方式
下面用实施例对本发明作进一步说明。
实施例1,本实施例的改性糖蜜废液的制备方法,其包括以下步骤。
步骤A,取适量的糖蜜废液,用氢氧化钠溶液调节糖蜜废液的PH值,至糖蜜废液的PH=9,常压下过滤得到糖蜜酒精滤液A。
步骤B,将醋酸溶液加入步骤A制得的糖蜜酒精滤液A,调节糖蜜酒精滤液A的PH=2,得到糖蜜废液B。
步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B与35%双氧水以体积比为1:0.1混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为20KPa、温度为90℃的条件下,使糖蜜废液B与35%工业双氧水充分反应,得到糖蜜废液C。
步骤D,用氢氧化钠溶液调节步骤C制得的糖蜜废液C的PH值,至糖蜜废液C的PH=9,得到改性糖蜜废液。
将本实施例制备的改性糖蜜废液复配水泥助磨剂,具体将以下重量份的原料混合均匀:三乙醇胺2份、二乙醇单异丙醇胺18份、工业盐3份、本实施例的改性糖蜜废液20份和水30份,得到水泥助磨剂P1。
实施例2,本实施例的改性糖蜜废液的制备方法,其包括以下步骤。
步骤A,取适量的糖蜜废液,用氢氧化钠溶液调节糖蜜废液的PH值,至糖蜜废液的PH=10,常压下过滤得到糖蜜酒精滤液A。
步骤B,将醋酸溶液加入步骤A制得的糖蜜酒精滤液A,调节糖蜜酒精滤液A的PH=2,得到糖蜜废液B。
步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B与35%双氧水以体积比为1:0.1混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为30KPa、温度为100℃的条件下,使糖蜜废液B与35%工业双氧水充分反应,得到糖蜜废液C。
步骤D,用氢氧化钠溶液调节步骤C制得的糖蜜废液C的PH值,至糖蜜废液C的PH=10,得到改性糖蜜废液。
将本实施例制备的改性糖蜜废液复配水泥助磨剂,具体将以下重量份的原料混合均匀:三乙醇胺3份、二乙醇单异丙醇胺20份、工业盐4份、本实施例的改性糖蜜废液25份和水40份,得到水泥助磨剂P2。
实施例3,本实施例的改性糖蜜废液的制备方法,其包括以下步骤。
步骤A,取适量的糖蜜废液,用氢氧化钠溶液调节糖蜜废液的PH值,至糖蜜废液的PH=11,常压下过滤得到糖蜜酒精滤液A。
步骤B,将醋酸溶液加入步骤A制得的糖蜜酒精滤液A,调节糖蜜酒精滤液A的PH=3,得到糖蜜废液B。
步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B与35%双氧水以体积比为1:0.2混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为30KPa、温度为100℃的条件下,使糖蜜废液B与35%工业双氧水充分反应,得到糖蜜废液C。
步骤D,用氢氧化钠溶液调节步骤C制得的糖蜜废液C的PH值,至糖蜜废液C的PH=11,得到改性糖蜜废液。
将本实施例制备的改性糖蜜废液复配水泥助磨剂,具体将以下重量份的原料混合均匀:三乙醇胺5份、二乙醇单异丙醇胺25份、工业盐5份、本实施例的改性糖蜜废液30份和水50份,得到水泥助磨剂P3。
实施例4,本实施例的改性糖蜜废液的制备方法,其与实施例1的改性方法的区别在于:步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B用高锰酸钾充分氧化,得到糖蜜废液C,具体是将步骤B制得的糖蜜废液B与高锰酸钾以重量比为1:0.01混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为20KPa、温度为90℃的条件下,使糖蜜废液B与高锰酸钾充分反应,得到糖蜜废液C。
将本实施例制备的改性糖蜜废液复配水泥助磨剂,具体将以下重量份的原料混合均匀:三乙醇胺2份、二乙醇单异丙醇胺18份、工业盐3份、本实施例的改性糖蜜废液20份和水30份,得到水泥助磨剂P4。
实施例5,本实施例的改性糖蜜废液的制备方法,其与实施例2的改性方法的区别在:步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B用高锰酸钾充分氧化,得到糖蜜废液C,具体是将步骤B制得的糖蜜废液B与高锰酸钾以重量比为1:0.01混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为30KPa、温度为100℃的条件下,使糖蜜废液B与高锰酸钾充分反应,得到糖蜜废液C。
将本实施例制备的改性糖蜜废液复配水泥助磨剂,具体将以下重量份的原料混合均匀:三乙醇胺4份、二乙醇单异丙醇胺22份、工业盐4份、本实施例的改性糖蜜废液25份和水40份,得到水泥助磨剂P5。
实施例6,本实施例的改性糖蜜废液的制备方法,其与实施例3的改性方法的区别在:步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B用高锰酸钾充分氧化,得到糖蜜废液C,具体是将步骤B制得的糖蜜废液B与高锰酸钾以重量比为1:0.02混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为30KPa、温度为100℃的条件下,使糖蜜废液B与高锰酸钾充分反应,得到糖蜜废液C。
将本实施例制备的改性糖蜜废液复配水泥助磨剂,具体将以下重量份的原料混合均匀:三乙醇胺5份、二乙醇单异丙醇胺25份、工业盐5份、本实施例的改性糖蜜废液30份和水50份,得到水泥助磨剂P6。
实施例7,本实施例的改性糖蜜废液的制备方法,其与实施例1的改性方法的区别在:步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B置于温度为90℃的臭氧环境中,持续搅拌使糖蜜废液B与臭氧充分反应,得到糖蜜废液C。
将本实施例制备的改性糖蜜废液复配水泥助磨剂,具体将以下重量份的原料混合均匀:三乙醇胺2份、二乙醇单异丙醇胺18份、工业盐3份、本实施例的改性糖蜜废液20份和水30份,得到水泥助磨剂P7。
实施例8,本实施例的改性糖蜜废液的制备方法,其与实施例2的改性方法的区别在:步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B置于温度为95℃的臭氧环境中,持续搅拌使糖蜜废液B与臭氧充分反应,得到糖蜜废液C。
将本实施例制备的改性糖蜜废液复配水泥助磨剂,具体将以下重量份的原料混合均匀:三乙醇胺4份、二乙醇单异丙醇胺21份、工业盐4份、本实施例的改性糖蜜废液25份和水40份,得到水泥助磨剂P8。
实施例9,本实施例的改性糖蜜废液的制备方法,其与实施例3的改性方法的区别在:步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B置于温度为100℃的臭氧环境中,持续搅拌使糖蜜废液B与臭氧充分反应,得到糖蜜废液C。
将本实施例制备的改性糖蜜废液复配水泥助磨剂,具体将以下重量份的原料混合均匀:三乙醇胺5份、二乙醇单异丙醇胺25份、工业盐5份、本实施例的改性糖蜜废液30份和水50份,得到水泥助磨剂P9。
对由实施例1至实施例9制得的水泥助磨剂P1至P9进行效果试验,具体方法如下。
将实施例1至实施例9制备的水泥助磨剂P1至P9应用到水泥小磨试验中,水泥原料的配方为(按质量百分比混配):水泥熟料58.0%、石膏4.0%、石灰石23.0%、高硅砂岩4.0%、锰渣1.0%和炉底渣10.0%。将水泥原料分9组分别置于小磨机中,每组依次标记为空白、试样1、试样2、……试样9,分别向试样1至9内按水泥原料质量的0.05%添加水泥助磨剂P1至P9,并分别进行粉磨成水泥。对制成的水泥按GB175-2007《普通硅酸盐水泥》进行检测,所得的水泥的检验数据见表1,再根据Duncan多范围检验法的单因素方差分析方法(差异显著性水平α=0.05)、使用spss17.0数据处理软件进行差异显著性分析,分析结果见表1。
通过表1中的数据分析可见:
1、试样1至试样9的细度和比表面积在差异显著性水平α=0.05时,与空白的细度和比表面积存在显著差异,说明本发明的水泥助磨剂能显著降低水泥的细度和比表面积,有效提高了水泥磨的台时产量。
2、试样1至试样9的初凝和终凝时间在差异显著性水平α=0.05时,与空白初凝和终凝时间存在显著差异,说明本发明的水泥助磨剂能显著提高水泥的凝结时间,水泥的凝结时间的减少非常有利于提高水泥混凝土产品模具的周转率。
3、试样1至试样9的3天、28天抗压强度在差异显著性水平α=0.05时,与空白的3天、28天抗压强度存在显著差异,说明本发明的水泥助磨剂能显著提高水泥的抗压强度,满足实际施工要求的抗压强度的前提下,可减少水泥中水泥熟料的用量,有效降低了水泥使用成本。
实际使用时,本发明的水泥助磨剂的建议用量为0.05%~0.1%。

Claims (5)

1. 一种改性糖蜜废液的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤A,取适量的糖蜜废液,用氢氧化钠溶液调节糖蜜废液的PH值,至糖蜜废液的PH=9~11,常压下过滤得到糖蜜滤液A;
步骤B,将醋酸溶液加入步骤A制得的糖蜜滤液A,调节糖蜜滤液A的PH=2~3,得到糖蜜废液B;
步骤C,将步骤B制得的糖蜜废液B用强氧化剂充分氧化,得到糖蜜废液C,所述强氧化剂为35%双氧水、高锰酸钾或臭氧;
步骤D,用氢氧化钠溶液调节步骤C制得的糖蜜废液C的PH值,至糖蜜废液C的PH=9~11,得到改性糖蜜废液。
2.根据权利要求1所述的改性糖蜜废液的制备方法,其特征在于:步骤C中所述的强氧化剂为35%双氧水,将步骤B制得的糖蜜废液B与35%双氧水以体积比为1:0.1~0.2混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为20~30Kpa、温度为90~100℃的条件下,使糖蜜废液B与35%工业双氧水充分反应,得到糖蜜废液C。
3.根据权利要求1所述的改性糖蜜废液的制备方法,其特征在于:步骤C中所述的强氧化剂为高锰酸钾,将步骤B制得的糖蜜废液B与高锰酸钾以重量比为1:0.01~0.02混合后放入高压反应釜中,高压反应釜中压力为20~30Kpa、温度为90~100℃的条件下,使糖蜜废液B与高锰酸钾充分反应,得到糖蜜废液C。
4.根据权利要求1所述的改性糖蜜废液的制备方法,其特征在于:步骤C中所述的强氧化剂为臭氧,将步骤B制得的糖蜜废液B置于温度为90~100℃的臭氧环境中,持续搅拌使糖蜜废液B与臭氧充分反应,得到糖蜜废液C。
5.一种水泥助磨剂,包括以下重量份的原料混合制得:三乙醇胺2~5份,二乙醇单异丙醇胺18~25份,工业盐3~5份,糖蜜废液20~30份,水适量;其特征在于:所述糖蜜废液为按权利要求1至4所述的任一种方法制备的改性糖蜜废液。
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