CN108863137A - 一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法 - Google Patents

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王婷
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Abstract

本发明属于化工处理技术领域，涉及一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法。该制备方法，包括：1.制备改性三异丙醇胺：将三异丙醇胺和乙酸混合并搅拌，再向体系中加入催化剂后，继续搅拌并加热，获得改性三异丙醇胺；2.配制添加剂：按照8％～15％的改性三异丙醇胺、6％～15％的三乙醇胺、6％～15％的甘油、5％～16％的无机盐、余量为水的配方，将上述原材料进行混合，获得激发镁渣活性的添加剂。利用本发明，激发水泥中镁渣以及水泥的活性，有效提高水泥的助磨性和强度，成本低、绿色环保。

Description

一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法
技术领域
本发明属于化工处理技术领域，涉及一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法。
背景技术
镁渣是工业生产中产生的废渣。目前，由于尚无特别有效的方法能够直接处理或者利用镁渣，因此针对镁渣的处理方法一般为填埋或者直接丢弃；而填埋镁渣的处理方式不仅占用大量的土地、对环境造成不可逆转的破坏和污染，同时无法回收和利用镁渣中的可回收物质，也造成了极大的资源浪费。在当前全球气候变暖、节能减排的呼声日益高涨的大环境下，对于发展中国家来说，如何提高能源的利用效率、降低不必要的能源浪费，是相对较为理想、见效较快且比较实际可行的节能减排方式。
镁渣的主要成份为SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3，与水泥的成份相似，因此利用镁渣代替部分水泥中的混合材原料，具有良好的经济效益和环境效益，是现代水泥企业普遍采取的方式。然而，采用镁渣代替水泥中的部分混合材仍存在一些难题：镁渣本身为粉状，且经过水淬，使得进厂水分在15％左右，而入磨后，由于物料的综合水分过高，则会导致磨机台时产量有所降低；镁渣替代混合材的比例不高，多为小于12％的掺量，使得对大量堆积的镁渣废料的处理力度十分不明显。因此，需要开发一种高效、价廉、真正稳定能够长期有效使用的镁渣活性剂，提高助磨作用，激发镁渣和水泥的活性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂，激发镁渣活性的效率高，助磨效果好，价格低廉、无毒无害。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：
一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备改性三异丙醇胺：将三异丙醇胺和乙酸混合并搅拌，再向体系中加入催化剂后，继续搅拌并加热，获得改性三异丙醇胺；
(2)配制添加剂：按照8％～15％的改性三异丙醇胺、6％～15％的三乙醇胺、6％～15％的甘油、5％～16％的无机盐、余量为水的配方，将上述原材料进行混合，获得激发镁渣活性的添加剂。
优选的，步骤(1)中，三异丙醇胺和乙酸按照1:(0.8～1.2)的摩尔比进行混合，催化剂为浓硫酸，催化剂的加入量为体系总量的0.8％～1.5％，加热过程的温度为90℃～110℃、时间为1.8h～2.5h，三异丙醇胺的纯度为85％～99％，乙酸的浓度为95％～99％；步骤(2) 中，无机盐包括醋酸钠和硫代硫酸钠。
利用本发明激发镁渣在水泥中活性的添加剂的有益效果为：
(1)从助磨和水化时的理论出发，根据镁渣的成份和含量，采用催化、改性技术改性三异丙醇胺，并与其他助剂有效复合，通过碱性激发和静电作用，充分提高助磨作用，激发水泥中镁渣以及水泥的活性；
(2)化学稳定性好，不含有腐蚀设备的卤素离子，能够促使粉磨过程中镁渣粉和水泥的比表面积增大，增加水泥的助磨性，使镁渣内部的晶体发生变化、晶格产生位移缺陷，生成易溶于水的非晶格结构，使水可以进入内部并加速内部钙离子的溶解水化，生成C-S-H胶凝体系，从而提高水泥的强度；
(3)由于镁渣可代替等量熟料，而镁渣又属于工业废料，成本远低于熟料，故可降低水泥的生产成本；
(4)使得工业废料得到应用，对环保和绿色经济发展有重大意义。
具体实施方式
实施例1
一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，由下述两步制备而成。第一步：将纯度为99％的三异丙醇胺和浓度为98％的乙酸按照摩尔比为1比1的用量加入反应器中进行搅拌，搅拌均匀后再向体系中加入占体系质量分数1％的浓硫酸后，加热至100℃，搅拌反应2 小时后，合成反应结束，获得改性三异丙醇胺。第二步：以下原材料成分按重量配制而成： 15％的第一步合成的改性三异丙醇胺、8％的三乙醇胺、10％的甘油、5％的醋酸钠、10％的硫代硫酸钠、余量为水，混合均匀后，得到激发镁渣活性的添加剂。
实施例2
一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，由下述两步制备而成。第一步：将纯度为90％的三异丙醇胺和浓度为99％的乙酸按照摩尔比为1比0.8的用量加入反应器中进行搅拌，搅拌均匀后再向体系中加入占体系质量分数1.5％的浓硫酸后，加热至110℃，搅拌反应2小时后，合成反应结束，获得改性三异丙醇胺。第二步：以下原材料成分按重量配制而成：10％的第一步合成的改性三异丙醇胺、10％的三乙醇胺、6％的甘油、3％的醋酸钠、8％的硫代硫酸钠、余量为水，混合均匀后，得到激发镁渣活性的添加剂。
实施例3
一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，由下述两步制备而成。第一步：将纯度为88％的三异丙醇胺和浓度为95％的乙酸按照摩尔比为1比1.2的用量加入反应器中进行搅拌，搅拌均匀后再向体系中加入占体系质量分数0.8％的浓硫酸后，加热至90℃，搅拌反应 2.3小时后，合成反应结束，获得改性三异丙醇胺。第二步：以下原材料成分按重量配制而成：8％的第一步合成的改性三异丙醇胺、15％的三乙醇胺、12％的甘油、6％的醋酸钠、9％的硫代硫酸钠、余量为水，混合均匀后，得到激发镁渣活性的添加剂。
实施例4
试验样品的制备(标准试验小磨)：
(1)空白样品的制备：
按照水泥配比：熟料75％、石膏3％、石灰石22％，称取5公斤混合均匀的水泥加入小磨内，粉磨至比表面积至350m2/kg，记录粉磨时间35min；
(2)掺激发镁渣活性的添加剂水泥样品的制备：
按照与空白样品同样的水泥配比进行混合并称取物料5公斤，混合均匀加入小磨内，分别称取实施例1至实施例3中5％的激发镁渣活性的添加剂并加入小磨内，控制与空白样品相同的粉磨时间进行粉磨；
(3)空白样品及掺助磨剂样品均按GB/T17671进行水泥强度测试；
得出数据如下：
3d
28d
通过上述实验数据可看出，添加了实施例1至实施例3中所制备的激发镁渣活性添加剂后的水泥产品，其3天、28天的抗折强度和抗压强度，均高于未掺添加剂的空白样品，说明本制备方法提供的添加剂可有效提高水泥的强度；另外，添加剂在水泥中的掺量为4％～10％，可替代4％～10％的熟料。
本发明根据镁渣的成份和含量：CaO≥45.5％、SiO2≤32.6％、Fe2O3≤6％、MgO≤12％、 Al2O3≤3％，合成并筛选出能够激发镁渣活性、助磨效果好、不易蒸发的、廉价无毒的添加剂。本添加剂的具体激发过程为：首先，利用改性三异丙醇胺，激发镁渣的潜在活性；其次，通过分散渗透到镁渣和水泥表面，使粉磨过程中镁渣粉和水泥粉的比表面积增大；另外，还可提高磨机台时，节能降耗、经济实用。

Claims (8)

1.一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备改性三异丙醇胺：将三异丙醇胺和乙酸混合并搅拌，再向体系中加入催化剂后，继续搅拌并加热，获得改性三异丙醇胺；
(2)配制添加剂：按照8％～15％的改性三异丙醇胺、6％～15％的三乙醇胺、6％～15％的甘油、5％～16％的无机盐、余量为水的配方，将上述原材料进行混合，获得激发镁渣活性的添加剂。
2.如权利要求1所述的一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，三异丙醇胺和乙酸按照1:(0.8～1.2)的摩尔比进行混合。
3.如权利要求1所述的一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，催化剂为浓硫酸。
4.如权利要求1所述的一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，催化剂的加入量为体系总量的0.8％～1.5％。
5.如权利要求1所述的一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加热过程的温度为90℃～110℃、时间为1.8h～2.5h。
6.如权利要求1所述的一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，三异丙醇胺的纯度为85％～99％。
7.如权利要求1所述的一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，乙酸的浓度为95％～99％。
8.如权利要求1所述的一种激发镁渣在水泥中活性的添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，无机盐包括醋酸钠和硫代硫酸钠。
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