CN105152567A - 一种立磨用矿渣助磨剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种立磨用矿渣助磨剂，其组成为：聚丙烯酸钠10％～20％，三异丙醇胺10％～20％，三聚聚合甘油10％～20％，三聚磷酸钠3％～5％，氢氧化钠3％～5％，木质素磺酸钠3％～5％，余量为水，所述聚丙烯酸钠为30％含量的聚丙烯酸钠，分子量为5000～10000，三聚聚合甘油为75％含量的三聚聚合甘油，三异丙醇胺为85％含量的三异丙醇胺，所述百分比为质量百分比。本发明具有以下有益效果：立磨磨机工况及矿渣原材料相同的前提下，添加本发明所述矿渣助磨剂可提高矿渣颗粒的易磨性，从而提高矿渣的粉磨效率10％～15％，同时提高矿粉活性指数：7d活性指数10％～16％；28d活性指数10％～16％。

Description

一种立磨用矿渣助磨剂
技术领域
本发明涉及建筑材料行业中的粒化高炉矿渣微粉制造领域，尤其是一种立磨用矿渣助磨剂。
背景技术
高炉矿渣是从炼铁高炉中排出的以硅酸盐和铝酸盐为主要成分的熔融物，经水淬冷成粒后变成粒化高炉矿渣，因其中玻璃体含量80％-90％，结构处在高能量状态，不稳定，潜在活性大，需磨细才能将其潜在活性发挥出来，其粉磨所得的粉体材料为高炉矿渣微粉(又称矿渣微粉，矿粉或GGBS,GGBFS)。矿渣微粉以无定形的玻璃体结构为主，含少量的结晶型矿物，是优质的混凝土掺合料和水泥混合材，是当今世界公认的配制高耐久性混凝土结构的首选混合材料之一。其主要作用为：(1)与磨制的熟料粉按照一定的比例配制各种等级的矿渣硅酸盐水泥,可提高矿渣微粉的掺入量，增加水泥的强度，进而降低水泥生产成本，提高经济效益；(2)掺入矿渣微粉能大幅度提高混凝土的强度,因此可配制高强度砼；(3)可替代10％～40％的水泥,配制混凝土，节约水泥用量，降低混凝土的生产成本；同时可有效的抑制碱集料反应，提高混凝土的耐久性；(4)掺入矿渣微粉配制的混凝土，可提高其抗海水浸蚀的性能，故适用于海水工程；(5)掺入矿渣微粉配制的混凝土,可显著降低水化热，故适用于建造大体积混凝土工程；(6)掺加矿渣微粉配制的混凝土，可减少其泌水量，提高和易性、可泵性，因此是大型混凝土搅拌站的优选掺合料。矿渣微粉是一种具有可持续发展和环保性的“环境协调型绿色建筑材料”，作为混凝土掺合料配制高性能混凝土是对传统混凝土技术上的突破，不仅适应了水泥工业结构调整的需要，同时节约资源和能源，保护环境，具有很高的经济及社会效益，值得推广应用。
目前，国内外制备矿渣微粉的粉磨设备有管磨机(球磨机)、立磨、卧辊磨和挤压磨等，传统的矿渣粉磨工艺是球磨或球磨加辊压机系统，产能低、电耗大(约70～80kW/t)。采用立磨生产矿渣微粉是集烘干、粉磨、选粉为一体，可将颗粒状及粉状原料磨成所要求的粉体物料，它有着效率高、电耗低(约40～50kW/t)的显著优点，因此矿渣立磨系统取代矿渣管磨机系统是市场的潮流。目前，国内外大型矿渣微粉的粉磨制备系统均采用立磨，而部分中小型矿渣微粉生产企业由于条件限制依然采用管磨机(球磨机)系统。
管磨机(球磨机)系统，矿渣入磨前经过烘干机烘干其大部分水分，入磨矿渣含水量一般在0.5％～1.5％之间，入磨负压风为常温。由于矿渣含有大量玻璃体易磨性差，为了提高其粉磨效率降低电耗通常会加入矿渣助磨剂，其组成一般含有三乙醇胺(TEA)、乙二醇单异丙醇胺(DEIPA)、硬脂酸盐类、聚合多元醇、糖蜜、木钙、尿素、改性水玻璃、甘油及乙二醇等。一般情况下保持相同的比表面积(如S95级矿渣微粉比表面积为400～500m2/kg)，加入矿渣助磨剂后可以提产10％～15％，同时能耗降低10％～15％，矿渣微粉活性指数：7天(d)活性指数提高2％～6％、28d活性指数提高2％～6％。
矿渣立磨系统，是集烘干、粉磨、选粉为一体，入磨矿渣最大水份为15％(一般控制在8％～10％)，出磨矿粉水份控制在0.5％～1％，入磨的正常/最大热风温度为220～300℃，出磨正常/最大的气体温度为90～100℃，磨内矿渣烘干后的水蒸气大部分被热气流带走排出系统。由于矿渣含有大量玻璃体易磨性差，为进一步提高立磨矿渣的台时产量和提高矿渣微粉的7d、28d活性指数，设想仍然可以通过添加矿渣助磨剂的办法来实现，但是经过若干次立磨矿渣助磨剂实验发现，一般常用于管磨机(球磨机)系统的矿渣助磨剂当用于立磨系统时，由于粉磨粉料环境的改变，其助磨效果都较差，达不到理想的提产效果，活性指数增加幅度有限。
发明内容
发明目的
本发明的目的是提供一种立磨用矿渣助磨剂，进一步提高立磨矿渣的台时产量和提高立磨矿渣微粉的7d、28d活性指数。
发明概述
本发明提供一种立磨用矿渣助磨剂，其组成为：聚丙烯酸钠10％～20％，三异丙醇胺(TIPA)10％～20％，三聚聚合甘油10％～20％，三聚磷酸钠3％～5％，氢氧化钠3％～5％，木质素磺酸钠3％～5％，余量为水，所述聚丙烯酸钠为30％含量的聚丙烯酸钠，分子量为5000～10000，三聚聚合甘油为75％含量的三聚聚合甘油，三异丙醇胺为85％含量的三异丙醇胺，所述百分比为质量百分比。
优选的，所述立磨用矿渣助磨剂的组成为:聚丙烯酸钠15％，三异丙醇胺15％，三聚聚合甘油15％，三聚磷酸钠4％，氢氧化钠4％，木质素磺酸钠4％，余量为水。
优选的，所述聚丙烯酸钠分子量为5100～8000。所述分子量为重均分子量。
将本发明的各组成原料混合均匀，得到溶液，即为所述立磨用矿渣助磨剂。
本发明与现有的立磨矿渣粉磨工艺(无助磨剂)相比，具有以下有益效果：立磨磨机工况及矿渣原材料相同的前提下，添加本发明所述矿渣助磨剂(掺量为矿渣干重量的0.05％～0.1％)可明显提高矿渣颗粒的易磨性，从而提高矿渣的粉磨效率10％～15％，同时提高矿粉活性指数：7d活性指数10％～16％；28d活性指数10％～16％。
具体实施方式
下面结合实施例试验对本发明作进一步说明。
本发明中所述百分比均为质量百分比。
试验所用的高炉矿渣来源：
(1)南京梅宝A、南京梅宝B：南京梅宝新型建材有限公司；
(2)上海宝钢C、上海宝钢D：上海宝钢集团有限公司，
其试样的化学分析见表1。
表1高炉矿渣的主要化学组成及含量
按照标准GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》及GB/T26748-2011《水泥助磨剂》，使用天津仕名机械装备有限公司生产的TRM3131型立式辊磨，该设备技术参数如下：入磨矿渣水份10％，出磨矿渣微粉水份小于1％、比表面积410-450m2/kg，生产能力在45吨/小时(t/h)左右，电耗≤33千瓦·时/吨(Kw·h/t)。由该设备粉磨表1中的试样，所获得的矿渣微粉性能见表2。对比水泥采用95％熟料+5％二水石膏，经过试验小磨粉磨至比表面积到350m2/kg。
表2对比水泥及空白矿渣粉磨的性能
备注:入磨矿渣水份8％～10％，入磨热风温度在230℃，出磨矿渣微粉水份0.6％～0.9％，出磨矿渣微粉温度85℃左右，比表面积平均值420m2/kg，电耗在30Kw·h/t左右。
助磨剂配方中的原材料如下：
1)30％含量的聚丙烯酸钠(分子量在5000-10000)，液体，江苏江海化工有限公司生产。
2)TIPA，含量85％，液体，南京红宝丽集团公司生产。
3)75％含量的三聚聚合甘油，液体，南京神和新材料科技有限公司生产。
4)三聚磷酸钠，粉体，工业级，含量95％，山东青州志鑫化工有限公司生产。
5)氢氧化钠，工业级片碱，含量96％，淄博中田化工公司生产。
6)木质素磺酸钠，粉体，吉林晨鸣纸业集团公司生产。
实施例1
矿渣助磨剂组成如下：
与表2相同的试验条件下，各矿渣试样分别掺入本实施例的矿渣助磨剂，所制成的矿渣物料的工况和物理性能见表3。
表3矿渣物料的工况和物理性能
实施例2
矿渣助磨剂组成如下：
与表2相同的试验条件下，各矿渣试样分别掺入本实施例的矿渣助磨剂，所制成的矿渣物料的工况和物理性能见表4。
表4矿渣物料的工况和物理性能
实施例3
矿渣助磨剂组成如下：
与表2相同的试验条件下，各矿渣试样分别掺入本实施例的矿渣助磨剂，所制成的矿渣物料的工况和物理性能见表5。
表5矿渣物料的工况和物理性能
实施例4
矿渣助磨剂组成如下：
与表2相同的试验条件下，各矿渣试样分别掺入本实施例的矿渣助磨剂，所制成的矿渣物料的工况和物理性能见表6。
表6矿渣物料的工况和物理性能
实施例5
矿渣助磨剂组成如下：
与表2相同的试验条件下，各矿渣试样分别掺入本实施例的矿渣助磨剂，所制成的矿渣物料的工况和物理性能见表7。
表7矿渣物料的工况和物理性能
实施例6
矿渣助磨剂组成如下：
与表2相同的试验条件下，各矿渣试样分别掺入本实施例的矿渣助磨剂，所制成的矿渣物料的工况和物理性能见表8。
表8矿渣物料的工况和物理性能
实施例7
矿渣助磨剂组成如下：
与表2相同的试验条件下，各矿渣试样分别掺入本实施例的矿渣助磨剂，所制成的矿渣物料的工况和物理性能见表9。
表9矿渣物料的工况和物理性能
实施例8
矿渣助磨剂组成如下：
与表2相同的试验条件下，各矿渣试样分别掺入本实施例的矿渣助磨剂，所制成的矿渣物料的工况和物理性能见表10。
表10矿渣物料的工况和物理性能

Claims (2)

1.一种立磨用矿渣助磨剂，其特征在于，其组成为：聚丙烯酸钠10％～20％，三异丙醇胺10％～20％，三聚聚合甘油10％～20％，三聚磷酸钠3％～5％，氢氧化钠3％～5％，木质素磺酸钠3％～5％，余量为水，所述聚丙烯酸钠为30％含量的聚丙烯酸钠，分子量为5000～10000，三聚聚合甘油为75％含量的三聚聚合甘油，三异丙醇胺为85％含量的三异丙醇胺，所述百分比为质量百分比。
2.如权利要求1所述的一种立磨用矿渣助磨剂，其特征在于，其组成为：聚丙烯酸钠15％，三异丙醇胺15％，三聚聚合甘油15％，三聚磷酸钠4％，氢氧化钠4％，木质素磺酸钠4％，余量为水。
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