CN106977127B - 一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转炉热焖钢渣助磨‑活化剂，属于工业废渣建材化资源利用技术领域。助磨‑活化剂的原料组分及其质量份数为：二元醇化合物：5‑20份、多元醇胺盐酸盐2‑10份、有机醇胺化合物3‑10份、钙盐或钠盐10‑20份、冰醋酸0‑2份和水余量。本发明还提供了制备该转炉热焖钢渣助磨‑活化剂的方法。本发明的助磨‑活化剂对转炉热焖钢渣的适应性很强，且性能稳定，比现有助磨剂具有更好的助磨节能效果，且对粉磨后的钢渣粉活性的提高也更显著，使钢渣的应用性能得到明显提升，应用前景广阔。

Description

一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于工业废渣建材化资源利用技术领域，更具体地说，涉及一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂及其制备方法。
背景技术
钢渣虽然是一种工业废渣，但其中含有大量硅酸盐矿物(硅酸二钙和硅酸三钙)，与水泥熟料的组分相近，将其磨细后具有一定的胶凝活性，有作为水泥混合材和混凝土掺合料的巨大潜力。但之前由于钢渣中游离氧化钙和游离氧化镁含量较高，使其体积稳定性较差，对水泥基材料的安定性有危害，因此改善钢渣的体积稳定性是使其作为辅助胶凝材料的前提条件。
我国目前70％以上的钢渣属于转炉钢渣，因此转炉钢渣在建材上的利用是实现其大宗资源利用的重要途径。近些年，随着热焖技术在钢渣处理工艺中的广泛应用，使得转炉钢渣中的游离氧化钙和游离氧化镁的含量较低，很大程度上改善了转炉钢渣的体积稳定性，为转炉钢渣的资源综合利用创造力良好条件。因此，转炉热焖钢渣的建材资源化利用的潜力巨大，前景广阔。
然而，转炉热焖钢渣的易磨性较差，水化活性较低，限制了钢渣的建材资源化利用率。在国家大力推动工业废渣资源化利用的背景下，如何提高钢渣的粉磨性能和水化活性是实现转炉热焖钢渣大规模建材资源化利用的关键。
使用化学添加剂是一种既能提高物料粉磨性能，又能促进水化的一种有效措施，这在水泥生产领域中有广泛的应用。但水泥与转炉热焖钢渣还存在很多差异，导致水泥添加剂用于钢渣中时适应性差、效果不明显，且性能不稳定，既不能完全满足钢渣的助磨要求，又不能明显提高钢渣活性。因此，很有必要研发针对钢渣尤其转炉热焖钢渣的专用添加剂，即助磨-活化剂。
发明内容
本发明针对转炉热焖钢渣的易磨性较差，水化活性较低的不足，提供了一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂及其制备方法，其特征在于，该助磨-活化剂的原料组分及其所占的质量份数为：
二元醇化合物：5-20份
多元醇胺盐酸盐：2-10份
有机醇胺化合物：3-10份
钙盐或钠盐：10-20份
冰醋酸：0-2份
水：余量；
所述的二元醇化合物为三乙二醇、1,4丁二醇、新戊二醇中的一种或多种；
所述的多元醇胺盐酸盐为三乙醇胺盐酸盐和三异丙醇胺盐酸盐中的一种或两种；
所述的有机醇胺化合物为二乙烯三胺、氨基乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、一乙醇二异丙醇胺中的一种或多种；
所述的钙盐或钠盐为乙酸钙、甲酸钙、乙酸钠、甲酸钠、硫代硫酸钠中的一种或多种。
优选地，助磨-活化剂原料组分及其所占的质量份数为：三乙二醇5-10份、新戊二醇5-10份、三乙醇胺盐酸盐2-5份、三异丙醇胺盐酸盐2-5份、氨基乙基乙醇胺3-5份、N-甲基二乙醇胺2-6份、一乙醇二异丙醇胺4-6份、乙酸钙5-10份、乙酸钠5-10份、冰醋酸0-2份、水余量。
一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂的制备方法，首先按比例将钙盐或钠盐、多元醇胺盐酸盐溶解于水中形成溶液，然后依次将二元醇和有机醇胺化合物混合搅拌，最后加入冰醋酸，混匀后得到转炉热焖钢渣助磨-活化剂。
所述的助磨-活化剂用于钢渣粉磨生产中的掺量为0.03-0.12wt％。
本发明具有以下优点和效果：
本发明是专门针对于转炉热焖钢渣而开发的，其中的二元醇化合物及多元醇胺盐酸盐组分对转炉热焖钢渣具有优异的吸附分散作用，能中和颗粒表面及微裂纹中的电荷，降低表面自由能，减少或消除颗粒间的粘附和团聚，从而提高转炉热焖钢渣的粉磨效率；而有机醇胺组分对钙离子具有独特的螯合作用，能促进钢渣的溶出及水化反应，且无机电解质组分既能调节水化液相环境又能加速水化，多重协同作用显著提高转炉热钢渣的水化活性。与现有助磨剂相比，本发明的助磨-活化剂对转炉热焖钢渣具有更好的助磨或节能效果，对活性提高更显著，使钢渣的应用性能得到明显提升，应用前景广阔。
具体实施方式
本发明提供了一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂及其制备方法，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5份乙酸钙和10份甲酸钙溶解于60份水中，其次再加入7份三乙醇胺盐酸盐使其完全溶解后，然后依次加入6份二乙烯三胺、2份氨基乙基乙醇胺、6份三乙二醇和3份1,4-丁二醇化合物混合搅拌均匀，最后加入1份冰醋酸，混匀后得到转炉热焖钢渣助磨-活化剂。
实施例2
首先取10份甲酸钙和10份硫代硫酸钠溶解于57.8份水中，其次再加入6份三异丙醇胺盐酸盐使其完全溶解后，然后依次加入8份三乙二醇、8份N-甲基二乙醇胺化合物混合搅拌均匀，最后加入0.2份冰醋酸，混匀后得到转炉热焖钢渣助磨-活化剂。
实施例3
首先取10份乙酸钠和10份甲酸钠溶解于55.8份水中，其次分别加入4份三乙醇胺盐酸盐和4份三异丙醇胺盐酸盐使其完全溶解后，然后依次加入8份一乙醇二异丙醇胺、8份新戊二醇化合物混合搅拌，最后加入0.2份冰醋酸，混匀后得到转炉热焖钢渣助磨-活化剂。
实施例4
首先取10份乙酸钠和7份硫代硫酸钠溶解于50份水中，其次分别加入4份三乙醇胺盐酸盐和4份三异丙醇胺盐酸盐使其完全溶解后，然后依次加入4份氨基乙基乙醇胺、5份N-甲基二乙醇胺和5份一乙醇二异丙醇胺、5份三乙二醇和5份新戊二醇化合物混合搅拌，最后加入1份冰醋酸，混匀后得到转炉热焖钢渣助磨-活化剂。
实施例5
首先取5份甲酸钙和10份甲酸钠溶解于46份水中，其次分别加入8份三乙醇胺盐酸盐和2.5份三异丙醇胺盐酸盐使其完全溶解后，然后依次加入8份1,4丁二醇、4份新戊二醇、5份二乙烯三胺、2份氨基乙基乙醇胺和8份N-甲基二乙醇胺化合物混合搅拌，最后加入1.5份冰醋酸，混匀后得到转炉热焖钢渣助磨-活化剂。
对上述实施例1-5所制的转炉热焖钢渣助磨-活化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
将本发明助磨-活化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0.10％，粉磨时间为50min，与掺0.10％普通助磨剂(其组成为：15wt％三乙醇胺+10wt％甘油+5wt％糖蜜+16wt％氯化钠+54wt％水)和未加助磨剂粉磨相同时间的钢渣粉进行对比，其比较结果如表2所示。
表2使用本发明助磨-活化剂、普通助磨剂后转炉热焖钢渣粉的特征及活性
由表2可以看出，与空白对照组相比，本发明实施例的助磨-活化剂使转炉热焖钢渣粉的细度和休止角明显降低，80μm筛余量最高降低3.9％(绝对值)，45μm筛余量最高降低30.8％(绝对值)，休止角最高降低12°，说明助磨-活化剂对钢渣粉颗粒大小的细化作用和对粉体流动性的提高作用都很显著。同时，使用本发明实施例的助磨-活化剂的转炉热焖钢渣粉的活性指数也得到显著提高，7d活性提高13-17％(绝对值)，28d活性提高7-13％(绝对值)，表现出良好的活化效果。与普通助磨剂相比，本发明的助磨-活化剂对转炉热焖钢渣的助磨作用和活化作用均比普通助磨剂显著，应用效果优异。

Claims (4)

1.一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂，其特征在于，该助磨-活化剂的原料组分及其所占的质量份数为：
二元醇化合物：5-20份
多元醇胺盐酸盐：2-10份
有机醇胺化合物：3-10份
钙盐或钠盐：10-20份
冰醋酸：0-2份
水：余量；
所述的二元醇化合物为三乙二醇、1,4丁二醇、新戊二醇中的一种或多种；
所述的多元醇胺盐酸盐为三乙醇胺盐酸盐和三异丙醇胺盐酸盐中的一种或两种；
所述的有机醇胺化合物为二乙烯三胺、氨基乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、一乙醇二异丙醇胺中的一种或多种；
所述的钙盐或钠盐为乙酸钙、甲酸钙、乙酸钠、甲酸钠、硫代硫酸钠中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂，其特征在于，原料组分及其所占的质量份数为：三乙二醇5-10份、新戊二醇5-10份、三乙醇胺盐酸盐2-5份、三异丙醇胺盐酸盐2-5份、氨基乙基乙醇胺3-5份、N-甲基二乙醇胺2-6份、一乙醇二异丙醇胺4-6份、乙酸钙5-10份、乙酸钠5-10份、冰醋酸0-2份、水余量。
3.一种权利要求1或2所述的一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂的制备方法，其特征在于，首先按比例将钙盐或钠盐、多元醇胺盐酸盐溶解于水中形成溶液，然后依次将二元醇化合物 和有机醇胺化合物混合搅拌，最后加入冰醋酸，混匀后得到转炉热焖钢渣助磨-活化剂。
4.一种权利要求1或2所述的一种转炉热焖钢渣助磨-活化剂，其特征在于，所述的助磨-活化剂用于钢渣粉磨生产中的掺量为0.03-0.12wt％。
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