CN104743952A

CN104743952A - 一种用于高钛渣粉磨的活化助磨剂及其制备方法

Info

Publication number: CN104743952A
Application number: CN201510106893.2A
Authority: CN
Inventors: 李东旭; 张振明; 高艳霞
Original assignee: Nanjing Tech University
Current assignee: Nanjing Tech University
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2015-07-01

Abstract

本发明公开了一种用于高钛渣粉磨的活化助磨剂及其制备方法，其原料组分及各组分的重量份分别为：5～20重量份的表面活性剂，1～5重量份的分散剂，4～10重量份的助磨成分，1～5重量份的载体，20～60重量份的水；按所占重量份数，并按顺序将原料加入到反应容器内，混合、搅拌，即可。活化助磨剂能有效缩短粉磨时间，改善粉磨特性，使物料的比表面积增加，优化颗粒粒径分布，显著提高高钛渣的活性指数，进而可以提高水泥的一系列工作性能和早、后期强度。

Description

一种用于高钛渣粉磨的活化助磨剂及其制备方法

技术领域

本发明属于助磨剂技术领域，涉及一种与废渣相适用的用于高钛渣粉磨的活化助磨剂及其制备方法。

背景技术

我国钛资源十分丰富，但总储量的90％以上存在攀西钒钛磁铁矿中(总量约为8.7亿吨TiO₂)，占世界己探明储量的35.17％。JC/T 418-2009《用于水泥中的粒化高炉钛矿渣》的规定:以钒钛磁铁矿为原料在高炉冶炼生铁时，所得以钛的硅酸盐矿物和钙钛矿为主要成分的熔融渣，经淬冷成粒后，称为粒化高炉钛矿渣。西南地区正进行钒渣提钒生产，目前每年要消耗钒钛磁铁矿220万吨，高炉钒钛配比在55％，炉渣中的TiO₂在18％左右，每年产150万吨左右的高钛型高炉渣。由于钛含量偏高,玻璃态成分显著减少，活性降低，高钛渣不像普通高炉渣那样用于生产矿渣水泥,又因钛品位不够高而不能用作钛工业的原料。有研究表明高钛渣具有一定的水硬活性；高钛渣的水化活性水平与普通二级粉煤灰接近，明显低于S95级矿粉；高钛渣在水泥中未有新晶相生成。以上表明，高钛渣可以用于水泥生产。大量废渣不仅浪费资源、占用耕地、污染环境，而且对企业的可持续发展造成极大障碍，因此寻找大规模利用钛矿渣的途径意义重大。如何提高高钛渣的使用性能及其在水泥中的利用率，在我国经济发展的同时降低资源和能源的消耗是摆在固体废弃物利用和建筑材料领域科技人员面前的重大课题。

目前的研究主要集中在水泥粉磨的复合助磨剂上，其实这些复合助磨剂的效果适用范围很有限，而对适用高钛渣粉磨的应用的助磨剂组分尚缺乏系统的研究。本发明将提供一种针对单独粉磨高钛渣的高效助磨剂，此发明可以。

发明内容

本发明的目的是为了弥补目前工厂原料粉磨的缺陷及市场上大多数助磨剂效果的不足的问题，而提出了一种用于高钛渣粉磨的活化助磨剂；本发明的另一目的是提供上述活化助磨剂的制备方法；该活化助磨剂能有效缩短粉磨时间，提高磨机效率，改善粉磨特性，提高高钛渣颗粒在水化时的活化性能。粉磨后的高钛渣筛余率减小、比表面积增大，显著提高高钛渣的活性指数，进而提高了水泥的一系列工作性能和早、后期强度。

本发明的技术方案如下：一种用于高钛渣粉磨的活化助磨剂，其特征在于其原料组分及各组分的重量份如下：5～20重量份的表面活性剂，1～5重量份的分散剂，4～10重量份的助磨成分，1～5重量份的载体，20～60重量份的水。

优选上述活化助磨剂，其原料组分及各组分的重量份如下：8～18重量份的表面活性剂，2～4重量份的分散剂，5～8重量份的助磨成分，2～4重量份的载体，30～50重量份的水。

优选所述的表面活性剂为三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺或三异丙醇胺中的至少一种。

优选所述的分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙或十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

优选所述的助磨剂为乙二醇、丙二醇或聚合甘油中的至少一种。

优选所述的载体为硅粉、粉煤灰或石粉中的至少一种。

本发明还提供了上述活化助磨剂的制备方法，其特征为：在反应容器内加入20～60重量份的水，快速搅拌，同时加入1～5重量份的载体，5～20重量份的表面活性剂，1～5重量份的分散剂，4～10重量份的助磨成分，混合、搅拌，即为成品。

本发明粉磨高钛渣时加入的活化助磨剂，其掺量范围为高钛渣质量的0.02～0.12％。本发明应用于高钛渣粉磨的助磨剂可以降低高钛渣粉磨电耗，提高磨机的粉磨效率，同时提高高钛渣的粉磨性能，在保证质量的基础上，降低了助磨剂和粉磨的成本。

本发明制备的用于高钛渣的活化助磨剂适用于高钛渣的粉磨和活性改善，对水泥和混凝土性能无不利影响。与现有提供的高钛渣的活化助磨剂制备工艺简单、用量少。所述的活化助磨剂为液体，添加方便，可使用液体计量泵添加到入磨的高钛渣上面即可。

有益效果：

1、采用该粉磨方式，显著提高了水泥的一系列工作性能和早、后期强度，高钛渣的7d、28d活性指数增加；

2、采用该活化助磨剂对高钛渣的粉磨效果有显著改善，具体表现为优化颗粒粒径分布，比表面积增加；

3、该活化助磨剂在5～40℃下长期存放，无分层无沉淀，现配现用的使用效果最佳；

4、该活化助磨剂适用于单独粉磨高钛渣，对混合物料体系未知，具体可能存在差异。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例；根据下述实施例，可以更好地理解本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但并不限制本发明的范围。

对比例

高钛渣来自成渝钒钛有限公司炼铁厂，是以钙钛矿、富钛透辉石、尖晶石为主要成分的熔融物，其中TiO₂质量分数为10％～20％。取5Kg的高钛渣在80℃条件下烘干，然后在SM∮500×500mm试验磨中粉磨，粉磨后的高钛渣通过0.9mm的方孔筛，进行物理性能和活性指数测试见表1，其中高钛渣粉体的比表面积测定按照GB/T 8074-2008《水泥比表面积测定方法》进行；高钛渣粉体颗粒分布采用ZETASIZE3000HSA型激光粒度仪测定；高钛渣的活性指数按照GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中的计算方法计算。

实施例1

本实施例1中的高钛渣的活化助磨剂的各组分及所占的重量份分别为：

10重量份的三乙醇胺，7重量份的二乙醇单异丙醇胺，5重量份的木质素磺酸钠，6重量份的乙二醇，2重量份的聚合甘油，2重量份的硅粉，50重量份的水。

本实施例1中的活化助磨剂的制备方法，其特征为：在反应容器内加入50重量份的水，快速搅拌，同时加入2重量份的硅粉，10重量份的三乙醇胺，7重量份的二乙醇单异丙醇胺，5重量份的木质素磺酸钠，6重量份的乙二醇，2重量份的聚合甘油，混合、搅拌，即为成品。

实施例2

本实施例2中的高钛渣的活化助磨剂的各组分及所占的重量份分别为：

6重量份的三乙醇胺，2重量份的二乙醇单异丙醇胺，2重量份的三异丙醇胺，2重量份的木质素磺酸钙，8重量份的乙二醇，2重量份的石粉，30重量份的水。

本实施例2中的活化助磨剂的制备方法，其特征为：在反应容器内加入30重量份的水，快速搅拌，同时加入2重量份的石粉，6重量份的三乙醇胺，2重量份的二乙醇单异丙醇胺，2重量份的三异丙醇胺，2重量份的木质素磺酸钙，4重量份的丙二醇，4重量份的聚合甘油，混合、搅拌，即为成品。

实施例3

本实施例3中的高钛渣的活化助磨剂的各组分及所占的重量份分别为：

15重量份的三乙醇胺，2重量份的木质素磺酸钙，2重量份的十二烷基苯磺酸钠，3重量份的丙二醇，3重量份的聚合甘油，2重量份的粉煤灰，40重量份的水。

本实施例3中的活化助磨剂的制备方法，其特征为：在反应容器内加入40重量份的水，快速搅拌，同时加入2重量份的粉煤灰，15重量份的三乙醇胺，2重量份的木质素磺酸钙，2重量份的十二烷基苯磺酸钠，3重量份的丙二醇，3重量份的聚合甘油，混合、搅拌，即为成品。

实施例4

本实施例4中的高钛渣的活化助磨剂的各组分及所占的重量份分别为：

15重量份的三异丙醇胺，2重量份的十二烷基苯磺酸钠，6重量份的乙二醇，4重量份的聚合甘油，2重量份的粉煤灰，2重量份的硅粉，45重量份的水。

本实施例4中的活化助磨剂的制备方法，其特征为：在反应容器内加入45重量份的水，快速搅拌，同时加入2重量份的硅粉，2重量份的粉煤灰，15重量份的三异丙醇胺，2重量份的十二烷基苯磺酸钠，6重量份的乙二醇，4重量份的聚合甘油，混合、搅拌，即为成品。

利用上述实施例1～4所得到的高钛渣活化助磨剂对高钛渣进行粉磨试验，按照对比例的试验方法，取相同的高钛渣试样，并分别掺入以上实施例所制备的活化助磨剂，粉磨后的物料通过0.9mm的方孔筛，进行实验测试，测得结果如下。

表1高钛渣的活化助磨剂的应用效果

从以上实施例和比较例可以看出，本发明提供的用于高钛渣粉磨的活化助磨剂不含有害成分，在少掺量的条件下，即具有较好的助磨和活化效果，具体表现在比表面积增加，优化粒径分布，显著提高高钛渣的活性指数，进而可以提高水泥的一系列工作性能和早、后期强度。

Claims

1.一种用于高钛渣粉磨的活化助磨剂，其特征在于其原料组分及各组分的重量份如下：5～20重量份的表面活性剂，1～5重量份的分散剂，4～10重量份的助磨成分，1～5重量份的载体，20～60重量份的水。

2.根据权利要求1所述的活化助磨剂，其特征在于其原料组分及各组分的重量份如下：8～18重量份的表面活性剂，2～4重量份的分散剂，5～8重量份的助磨成分，2～4重量份的载体，30～50重量份的水。

3.根据权利要求1所述的活化助磨剂，其特征在于所述的表面活性剂为三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺或三异丙醇胺中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的活化助磨剂，其特征在于所述的分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙或十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的活化助磨剂，其特征在于所述的助磨成分为乙二醇、丙二醇或聚合甘油中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的活化助磨剂，其特征在于所述的载体为硅粉、粉煤灰或石粉中的至少一种。

7.一种制备如权利要求1所述的活化助磨剂的方法，其具体步骤为：在反应容器内加入20～60重量份的水，搅拌，同时加入1～5重量份的载体，5～20重量份的表面活性剂，1～5重量份的分散剂，4～10重量份的助磨成分，混合、搅拌，即为成品。