CN106830736B - 一种转炉热焖钢渣复合有机助磨剂及其制备、使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转炉热焖钢渣复合有机助磨剂及其制备、使用方法，助磨剂的原料组分及各组分所占的质量份数为：粗甘油20‑40份、二丙二醇5‑10份、二缩三丙二醇2‑10份、三乙醇胺硼酸酯3‑8份、N‑甲基二乙醇胺5‑10份、水30‑70份；制备时，按上述比例首先将三乙醇胺硼酸酯溶解于水中，然后依次将二丙二醇、二缩三丙二醇、N‑甲基二乙醇胺，混合搅拌后再加入粗甘油，搅拌均匀后即可；使用时，掺量为转炉热焖钢渣质量的0.03％‑0.06％。本发明公开的复合有机助磨剂对转炉热焖钢渣的适应性强，助磨效果显著，制备方法简单，性能稳定，使用掺量低，综合效果优异，且大量使用工业副产品粗甘油使助磨剂成本低廉，具有广泛的应用前景。

Description

一种转炉热焖钢渣复合有机助磨剂及其制备、使用方法
技术领域
本发明涉及助磨剂领域，尤其涉及一种转炉热焖钢渣复合有机助磨剂及其制备、使用方法。
背景技术
钢渣是炼钢过程中产生的一种工业废渣，目前我国排放的钢渣主要为转炉钢渣。由于转炉钢渣的化学和矿物组成与硅酸盐水泥熟料相似，将其作为辅助胶凝材料的潜力巨大。但钢渣的体积不稳定性、易磨性差和活性低限制了其在水泥混凝土行业中的推广和应用。
随着钢渣处理技术的提升(尤其近几年广泛采用的热焖处理工艺)，使得引起钢渣体积不稳定的因素(游离氧化钙和游离氧化镁)得到较大程度的控制和改善，这为转炉钢渣的后续加工及其作为辅助胶凝材料创造了良好的条件。
钢渣要被磨细加工成钢渣微粉才能作为辅助胶凝材料用于水泥混凝土行业中，但由于钢渣的易磨性差，且在磨细过程中，细颗粒容易引起颗粒团聚，使物料处于磨细-团聚的动态平衡状态，不仅使钢渣粉难以磨细，而且会严重降低粉磨效率，增加粉磨电耗。因此，提高钢渣的粉磨效率是实现转炉热焖钢渣微粉的高效制备及促进其在水泥混凝土行业中大量应用的重要保证。
目前，在物料粉磨过程中使用助磨剂已成为提高物料粉磨效率的一种有效措施。然而，目前助磨剂主要是水泥助磨剂，而针对转炉热焖钢渣的专用助磨剂未见报道，由于水泥与转炉热焖钢渣的特性差异，且不同分子结构的助磨剂对物料的助磨效果有很大差异，水泥助磨剂并不能适用转炉热焖钢渣，故研发转炉热焖钢渣的专用助磨剂很有必要。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种助磨效果显著、成本低、专门用于转炉热焖钢渣粉磨的复合有机助磨剂。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种转炉热焖钢渣复合有机助磨剂，原料组分及各组分所占的质量份数为：粗甘油20-40份、二丙二醇5-10份、二缩三丙二醇2-10份、三乙醇胺硼酸酯3-8份、N-甲基二乙醇胺5-10份、水30-70份。
进一步地，优选所述原料组分及各组分所占的质量份数为：粗甘油30-35份、二丙二醇6-8份、二缩三丙二醇3-5份、三乙醇胺硼酸酯4-6份、N-甲基二乙醇胺6-8份、水35-50份。
进一步地，优选所述原料组分及各组分所占的质量份数为：粗甘油32份、二丙二醇6.2份、二缩三丙二醇4份、三乙醇胺硼酸酯5份、N-甲基二乙醇胺6.8份、水46份。
进一步地，优选所述粗甘油的甘油含量占60-90％。
进一步地，优选所述粗甘油为生产生物柴油、油脂化学品或肥皂的工业副产品。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种简单、方便的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
上述转炉热焖钢渣复合有机助磨剂的制备方法为：按上述比例首先将三乙醇胺硼酸酯溶解于水中，然后依次将二丙二醇、二缩三丙二醇、N-甲基二乙醇胺，混合搅拌后再加入粗甘油，搅拌均匀后得到转炉热焖钢渣复合有机助磨剂。
本发明要解决的第三个技术问题是提供一种掺量低、助磨效果显著的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂的使用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
上述转炉热焖钢渣复合有机助磨剂的使用方法：掺量为转炉热焖钢渣质量的0.03％-0.06％。
由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点和效果：
(1)本发明将对转炉热焖钢渣具有优异吸附、分散作用的几种化学品或化学废料按照合理的比例进行复配，充分发挥复合助磨剂之间官能团的协同效应，非常适用于提高转炉热焖钢渣的粉磨效率，掺量低，对不同品种转炉热焖钢渣的适应性强，助磨效果优异，性能稳定，属于转炉热焖钢渣的专用助磨剂。解决了普通水泥助磨剂对转炉热焖钢渣适应性不强的不足，在显著提高转炉热焖钢渣的粉磨效率的基础上还能优化颗粒级配，提高钢渣粉的应用性能。
(2)本发明的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂使用了大量的工业副产品粗甘油，使有机助磨剂的成本降低20-50％，有利于助磨剂在转炉热焖钢渣粉磨中的推广和应用。
(3)本发明的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂为无毒液体，且不含无机盐成分，不会对钢渣粉及其水泥的活性、强度及耐久性产生危害影响，且本发明中的三乙醇胺硼酸酯及N-甲基二乙醇胺等组分有助于提高钢渣活性，故本发明的复合有机助磨剂还具有提高钢渣粉活性指数的显著作用，综合效果优异。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于下述实施例，任何在本发明的启示下得出的与本发明相同或相近似的产品，均在保护范围之内。(注：实施例中各原料的配比均为质量份数)
实施例1：
首先取3份三乙醇胺硼酸酯溶解于65份水中，然后依次加入5份二丙二醇、2份二缩三丙二醇、5份N-甲基二乙醇胺，混合搅拌均匀后再加入20份粗甘油(甘油含量80％，生产生物柴油副产品)，搅拌均匀后得到该复合有机助磨剂。
实施例2：
首先取3.5份三乙醇胺硼酸酯溶解于59份水中，然后依次加入6份二丙二醇、4份二缩三丙二醇、5.5份N-甲基二乙醇胺，混合搅拌均匀后再加入22份粗甘油(甘油含量80％，生产生物柴油副产品)，搅拌均匀后得到该复合有机助磨剂。
实施例3：
首先取4份三乙醇胺硼酸酯溶解于54份水中，然后依次加入7份二丙二醇、3份二缩三丙二醇、6份N-甲基二乙醇胺，混合搅拌均匀后再加入26份粗甘油(甘油含量80％，生产油脂副产品)，搅拌均匀后得到该复合有机助磨剂。
实施例4：
首先取4.5份三乙醇胺硼酸酯溶解于43份水中，然后依次加入8份二丙二醇、6份二缩三丙二醇、6.5份N-甲基二乙醇胺，混合搅拌均匀后再加入29份粗甘油(甘油含量80％，制皂副产品)，搅拌均匀后得到该复合有机助磨剂。
实施例5：
首先取5份三乙醇胺硼酸酯溶解于46份水中，然后依次加入6.2份二丙二醇、4份二缩三丙二醇、6.8份N-甲基二乙醇胺，混合搅拌均匀后再加入32份粗甘油(甘油含量83％，制皂副产品)，搅拌均匀后得到该复合有机助磨剂。
实施例6：
首先取6份三乙醇胺硼酸酯溶解于44份水中，然后依次加入6份二丙二醇、3份二缩三丙二醇、7份N-甲基二乙醇胺，混合搅拌均匀后再加入34份粗甘油(甘油含量83％，制皂副产品)，搅拌均匀后得到该复合有机助磨剂。
实施例7：
首先取7份三乙醇胺硼酸酯溶解于30份水中，然后依次加入9份二丙二醇、4份二缩三丙二醇、9份N-甲基二乙醇胺，混合搅拌均匀后再加入39份粗甘油(甘油含量83％，制皂副产品)，搅拌均匀后得到该复合有机助磨剂。
对上述实施例1-7所制的复合有机助磨剂进行性能试验如下：
选用的转炉热焖钢渣化学组成如表1所示。
表1转炉热焖钢渣的化学成分(％)
CaO SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> MgO K<sub>2</sub>O SO<sub>3</sub> P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> LOI
46.28 16.75 2.29 22.17 5.49 0.034 0.25 2.54 0.94
将本发明复合有机助磨剂与转炉热焖钢渣一起加入到Φ500mm×500mm球磨机中，其中助磨剂的掺加量为钢渣质量的0.05％，粉磨时间为50min，与未加本发明助磨剂粉磨相同时间的钢渣进行对比，比较结果如表2和表3所示。
表2使用本发明助磨剂后钢渣粉的颗粒特征
由表2可以看出，掺加本发明实施例复合有机助磨剂粉磨的钢渣粉的筛余量显著降低，由对照组的41.0％下降至7.3-18.9％，表明颗粒得到明显细化。粒径分布更集中于3-32μm区间(此颗粒区间对胶凝材料水化硬化贡献最大)，分布变窄，表明颗粒级配得到明显优化。由此表明掺加本发明复合有机助磨剂对转炉热焖钢渣的助磨效果显著。
表3使用本发明助磨剂后钢渣粉的活性指数
由表3可以看出，实施例1-5的复合有机助磨剂还可提高转炉热焖钢渣的7d和28d活性指数，早后期活性提高率最高分别达到17.9％和10.1％，表现出良好的效果。
综上所述，本发明将粗甘油、二丙二醇、二缩三丙二醇、水及少量三乙醇胺硼酸酯和N-甲基二乙醇胺进行复合后，对转炉热焖钢渣具有优异的助磨效果，提高了粉磨后钢渣粉的活性指数，而且大量利用了粗甘油等工业副产品，降低了助磨剂成本，应用潜力大，适于推广应用。

Claims (7)

1.一种转炉热焖钢渣复合有机助磨剂，其特征在于：原料组分及各组分所占的质量份数为：粗甘油20-40份、二丙二醇5-10份、二缩三丙二醇2-10份、三乙醇胺硼酸酯3-8份、N-甲基二乙醇胺5-10份、水30-70份。
2.根据权利要求1所述的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂，其特征在于：所述原料组分及各组分所占的质量份数为：粗甘油30-35份、二丙二醇6-8份、二缩三丙二醇3-5份、三乙醇胺硼酸酯4-6份、N-甲基二乙醇胺6-8份、水35-50份。
3.根据权利要求2所述的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂，其特征在于：所述原料组分及各组分所占的质量份数为：粗甘油32份、二丙二醇6.2份、二缩三丙二醇4份、三乙醇胺硼酸酯5份、N-甲基二乙醇胺6.8份、水46份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂，其特征在于：所述的粗甘油的甘油含量占60-90％。
5.根据权利要求4所述的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂，其特征在于：所述粗甘油为生产生物柴油或油脂化学品或肥皂的工业副产品。
6.一种权利要求1-5任一项所述的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂的制备方法，其特征在于：按所述比例首先将三乙醇胺硼酸酯溶解于水中，然后依次将二丙二醇、二缩三丙二醇、N-甲基二乙醇胺，混合搅拌后再加入粗甘油，搅拌均匀后得到转炉热焖钢渣复合有机助磨剂。
7.一种权利要求1-5任一项所述的转炉热焖钢渣复合有机助磨剂的使用方法，其特征在于:掺量为转炉热焖钢渣质量的0.03％-0.06％。
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