CN104710123B - 一种改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂，该产品的配比是，废酸、二乙醇胺、环氧丙烷的质量百分比按(70～1.0)∶(1～1.5)∶(0.5～1.0)调配。其生产方法是：在反应器中加入废酸，开动搅拌，逐步加入二乙醇胺，加完后用氮气置换2至3次后，然后逐步加入环氧丙烷进行加成反应，熟化0.5小时后，减压脱水得到固体产品。本发明由于利用工业废酸溶液制备二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂，大大降低了产品成本，增加了产品的助磨和强度性能，增加了企业经济效益；工业废酸溶液得到充分利用，解决了工业废液排放问题，节约了治理污染发生的费用，避免了环境污染，危废利用，节能减排，低碳环保；产品为固体，便于运输，降低了运输成本。

Description

一种改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂
一、技术领域
本发明涉及的是一种水泥助磨剂，尤其是一种利用工业废酸制备改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂。
二、背景技术
水泥助磨剂能够降低水泥熟料等的粉磨时间，能够降低粉磨过程中水泥颗粒表面自由电荷密度，降低固体表面的自由能，减少颗粒之间的相互碰撞，防止颗粒发生团聚、粘附的几率，降低水泥的成本并能有效的提高水泥的强度。目前，国内外水泥助磨剂用的主要是烷醇胺类和多羟基醇类，有三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、单乙醇二异丙醇胺、蔗糖、甘油、山梨醇等，三乙醇胺是极性很强的醇胺，水溶液呈碱性，能够螯合水泥中的金属离子与矿物质相互作用，通常与多元醇复配成复合型助磨剂，既有助磨效果，又能提高水泥早期强度，但成本较高且原料来源短缺；三异丙醇胺可以促进难水化矿物的水化和提高水泥的分散性，大大提高水泥的后期强度。三异丙醇胺的分散性优于三乙醇胺，早期强度不如三乙醇胺，成本也较高，二乙醇单异丙醇胺和单乙醇二异丙醇胺不仅对水泥的早期强度有所提高，对后期强度也有明显的提高，综合了三乙醇胺和三异丙醇胺的的性能，助磨性能好增强性能优异，但产品价格比较高，并且产品为液体，运输不方便，也增加了成本。
可是当前，在工业生产和矿山开采、溶炼(如钢铁工业、钛白粉工业、湿法炼钢工业、钛材工业、电镀工业、稀土工业、木材糖化工业、黄金开采及有色金属冶炼工业等)过程中，常常要使用到无机酸(如硫酸、盐酸、)来清洗金属表面或溶解矿石，于是在生产过程中就会产生了大量的含有各种金属离子的工业废酸溶液。该废酸溶液决大部分都是不加处理将其排放掉，不但浪费自然资源，更为严重的是它会污染土壤和水源，破坏了自然环境。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂，该产品制备中利用了工业废酸溶液，不但降低了生产成本，提高了产品性能，危废利用还保护了自然环境。
实现本发明的目的采用的技术方案是：制备该改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂的配比是，在配制水泥助磨剂时，废酸、二乙醇胺、环氧丙烷的质量百分比按(70～1.0)∶(1～1.5)∶(0.5～1.0)调配；所述的废酸为废盐酸或废硫酸溶液，废盐酸质量百分含量是0.5-35％，废硫酸质量百分含量是0.5-50％。
利用工业废酸溶液制备改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂的方法步骤如下：步骤一、在反应器中加入废酸，开动搅拌，逐步加入二乙醇胺，在0.5～1.5小时内加完；步骤二、用氮气置换2至3次后，逐步加入环氧丙烷进行加成反应，在1～4小时内加完，反应温度控制在50～100℃，压力小于0.6MPa，熟化时间为0.5小时；步骤三、在真空度为0～-0.098MPa，温度为50～100℃下，减压脱水，水分小于5％时，得产品95％以上的改性二乙醇单异丙醇胺盐固体。
本发明的有益效果是：一是由于利用工业废酸溶液制备改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂，大大降低了产品成本，增加了产品的助磨和强度性能，增加了企业经济效益；二是工业废酸溶液得到充分利用，解决了工业废液排放问题，节约了治理污染发生的费用，避免了环境污染，危废利用，节能减排，低碳环保；三是产品为固体，便于运输，降低了运输成本。总之，本发明通过工业废酸溶液的危废利用，降低了产品成本，节能减排，绿色环保。
四、具体实施方式
一种改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂，制备该改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂的配比是，在配制水泥助磨剂时，废酸、二乙醇胺、环氧丙烷的质量百分比按(70～1.0)∶(1～1.5)∶(0.5～1.0)调配；所述的废酸为废盐酸或废硫酸溶液，废盐酸质量百分含量是0.5-35％，废硫酸质量百分含量是0.5-50％。
利用工业废酸溶液制备改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂的方法步骤如下：步骤一、在反应器中加入废酸，开动搅拌，逐步加入二乙醇胺，在0.5～1.5小时内加完；步骤二、用氮气置换2至3次后，逐步加入环氧丙烷进行加成反应，在1～4小时内加完，反应温度控制在50～100℃，压力小于0.6MPa，熟化时间为0.5小时；步骤三、在真空度为0～-0.098MPa，温度为50～100℃下，减压脱水，水分小于5％时，得产品95％以上的改性二乙醇单异丙醇胺盐。
实施例一 将废浓盐酸300g加入反应器中，开动搅拌后，逐渐加入二乙醇胺268g，控制反应温度在40～100℃，反应时间1-3h，熟化时间0.5h，用氮气置换反应器中的空气2至3次，逐渐加入环氧丙烷98g进行加成反应，3小时加完，反应温度控制在50-100℃，压力小于0.6MPa，熟化反应0.5h，减压脱水真空度0～-0.098MPa，温度50-100℃，水分小于5％时，得产品95％以上二乙醇单异丙醇胺盐。
实施例二 将废浓盐酸300g加入反应器中，开动搅拌后，逐渐加入二乙醇胺375g，控制反应温度在40～100℃，反应时间1～3h，熟化时间0.5h，氮气置换2至3次，逐渐加入环氧丙烷138g进行加成反应，3.5小时加完，反应温度控制在50～100℃，压力小于0.6MPa，熟化反应0.5h，减压脱水：真空度0～-0.098MPa、温度50～100℃，水分小于5％时，得产品95％以上的二乙醇单异丙醇胺盐。
实施例三 将废浓盐酸350g加入反应器中，开动搅拌后，逐渐加入二乙醇胺290g，控制反应温度在40～100℃，反应时间1～3h，熟化时间0.5h，氮气置换2至3次，逐渐加入环氧丙烷106g进行加成反应，3小时加完，反应温度控制在50～100℃，压力小于0.6MPa，熟化反应0.5h，再减压脱水：真空度0～-0.098MPa、温度50～100℃，水分小于5％时，得95％以上(质量百分含量)的产品二乙醇单异丙醇胺盐，用于助磨和强度试验。
助磨和强度试验方案
参照GB/T26748-2011《水泥助磨剂》，小磨物料配合比：熟料78％、石膏5.5％、窑灰4％、矿渣12.5％，做加和不加助磨剂的对比试验。磨33min，通过检测粉磨后的水泥45μm筛余百分数，判断其助磨效果，结果见下表。
水泥助磨效果试验统计表
参照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》，选用三种不同厂家的P.042.5水泥，作加和不加助磨剂的抗压强度对比，结果见下表。
水泥强度试验统计表
从此表可知，掺加1.0‰助磨剂后，水泥三天抗压强度掺本产品增加4.1MPa，掺二乙醇单异丙醇胺增加3.8MPa；水泥二十八天抗压强度掺本产品增加8.0MPa，掺二乙醇单异丙醇胺增加7.8MPa。

Claims (1)

1.一种改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂，其特征在于：制备该改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂的配比是，在配制水泥助磨剂时，废酸、二乙醇胺、环氧丙烷的质量比按(70～1.0)∶(1～1.5)∶(0.5～1.0)调配；所述的废酸为废盐酸或废硫酸溶液，废盐酸质量百分含量是0.5-35％，废硫酸质量百分含量是0.5-50％；
制备改性二乙醇单异丙醇胺盐水泥助磨剂的方法步骤如下：步骤一、在反应器中加入废酸，开动搅拌，逐步加入二乙醇胺，在0.5～1.5小时内加完；步骤二、用氮气置换2至3次后，逐步加入环氧丙烷进行加成反应，在1～4小时内加完，反应温度控制在50～100℃，压力小于0.6MPa，熟化时间为0.5小时；步骤三、在真空度为0～-0.098MPa，温度为50～100℃下，减压脱水，水分小于5％时，得产品95％以上的改性二乙醇单异丙醇胺盐。
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