CN109437660A - 一种陶瓷球粉磨水泥助剂及其制备方法 - Google Patents

一种陶瓷球粉磨水泥助剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种陶瓷球粉磨水泥助剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。该助剂是由纤维素醚、松香甘油酯、聚二甲基硅氧烷、椰油酸二乙醇酰胺、聚乙二醇辛基苯基醚以及水为原料制备而成。本发明的陶瓷球粉磨水泥助剂专用于陶瓷球粉磨水泥的干法球磨机中，可以有效稳定物料流速，保持磨内物料循环的平衡和稳定，使水泥生产过程便于操控，并显著提高粉磨效率，降低粉磨电耗；本发明助剂掺量为0.05％时，在粉磨工艺参数和台时产量不变的情况下，可使球磨机出磨水泥45μm筛余细度降低20％以上，比表面积增加20m2/kg。同时本发明助剂所用原料廉价易得，且制备方法简单，适合推广使用。

Description

一种陶瓷球粉磨水泥助剂及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种陶瓷球粉磨水泥助剂及其制备方法。
背景技术
水泥生产中，粉磨电耗约占水泥生产总电耗的60％～70％。为了能够降低水泥粉磨电耗，多年来，水泥工业研究人员通过粉磨系统优化、设备性能提升改进，使用水泥助磨剂等方法降低水泥粉磨电耗，取得了较为显著的效果。近年来，为了能够进一步减低水泥粉磨电耗，陶瓷球在干法粉磨水泥的应用成为了研究的热点，并且在很多水泥企业已经取得了良好的应用。陶瓷球代替水泥球磨机中高铬钢球或钢锻研磨体应用于水泥粉磨的优点有：1、降低粉磨电耗，陶瓷研磨体密度为3.65g/cm3左右，是传统高铬钢球密度二分之一，同体积陶瓷研磨体较传统研磨体总重量会降低50％左右，主机电流会大大降低，可使吨水泥综合电耗降低4Kwh以上。2、减少粉磨静电，降低水泥温度。陶瓷研磨体属于无机材料，研磨过程中无静电产生，不吸附粉体，加速磨内粉体流动性，磨内温度会降低。3、降低水泥粉磨噪音。4、延长设备使用寿命，降低研磨体损耗。陶瓷研磨体硬度高，耐磨性能好，远低于使用钢球材料消耗。
但是，陶瓷球应用于粉磨水泥过程中，一是由于陶瓷球为非金属材料，表面光滑，且自身重量轻，导致物料在磨内流速加快；二是常规的水泥助磨剂是针对钢球研磨体而使用的，主要是以小分子醇胺类和多元醇类物质为主，使用常规的助磨剂后，物料流速会进一步加快，导致物料在磨内停留时间短，粉磨不充分，产品比表面积低，生产过程难以控制，从而降低了水泥粉磨效率、产量和质量。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种陶瓷球粉磨水泥专用助剂及其制备方法，本发明的陶瓷球粉磨助剂可以有效改善陶瓷球粉磨效率，稳定物料流速，提高水泥产量和质量。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种陶瓷球粉磨水泥助剂，是由以下重量百分比的原料制备而成：纤维素醚1％-3％、松香甘油酯10％-15％、聚二甲基硅氧烷3％-5％、椰油酸二乙醇酰胺6％-10％、聚乙二醇辛基苯基醚5％-10％、余量为水。
所述纤维素醚为甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚中的一种。
优选的，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚。
所述的聚二甲基硅氧烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷。
一种陶瓷球粉磨水泥助剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取各组分：纤维素醚1％-3％，松香甘油酯10％-15％，聚二甲基硅氧烷3％-5％，椰油酸二乙醇酰胺6％-10％，聚乙二醇辛基苯基醚5％-10％，余量为水；
(2)先在反应釜中加入水，开动搅拌，升温至40℃，加入纤维素醚至完全溶解，得纤维素醚溶液；
(3)将椰油酸二乙醇酰胺、松香甘油酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇辛基苯基醚依次加入到混合溶液中，搅拌均匀，即可制得本发明的陶瓷球粉磨水泥助剂。
纤维素醚是由纤维素制成的具有醚结构的高分子化合物，其应用于建筑业可作为水泥砂浆的保水剂和增稠剂。发明人发现：在水泥粉磨过程中少量使用纤维素醚能够增加陶瓷球粉磨阻力，增加陶瓷球与水泥颗粒间的粉磨力；氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷可以吸附于水泥颗粒表面，侵蚀水泥熟料晶体结构，产生位错，从而降低熟料易磨性，提高陶瓷球粉磨效率；椰油酸二乙醇酰胺可以有效分散水泥颗粒，降低颗粒团聚；聚乙二醇辛基苯基醚含有大量的醚键分子结构，吸附在水泥颗粒表面，降低水泥颗粒间的静电吸附，减少水泥垫层的形成，从而使陶瓷球更易于粉磨。
本发明的陶瓷球粉磨水泥助剂中每一组分在各自发挥个体作用同时，还可以产生协同叠加效应，使助剂的效能达到最佳效果，能够有效改善水泥物料易磨性，稳定物料流速，延长物料在磨内停留时间，提高水泥细度和比表面积，从而提高陶瓷球粉磨效率，提高水泥产量。
本发明的有益效果
(1)本发明的陶瓷球粉磨水泥助剂专用于陶瓷球粉磨水泥的干法球磨机中，可以有效稳定物料流速，保持磨内物料循环的平衡和稳定，使水泥生产过程便于操控，并显著提高粉磨效率，降低粉磨电耗；
(2)在水泥中掺量为0.05％，在粉磨工艺参数不变，台时产量不变的情况下，可使球磨机出磨水泥45μm筛余细度降低20％以上，比表面积增加20m2/kg。在控制比表面积在一定范围的情况下，可提高台时产量11％以上；
(3)本发明的陶瓷球水泥助剂原料易得，制备方法简单。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种陶瓷球粉磨水泥助剂，是由以下重量百分比的原料制备而成：纤维素醚1％、松香甘油酯10％、聚二甲基硅氧烷3％、椰油酸二乙醇酰胺6％、聚乙二醇辛基苯基醚5％、余量为水。
所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚。
所述的聚二甲基硅氧烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷。
一种陶瓷球粉磨水泥助剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取各组分：纤维素醚1％，松香甘油酯10％，聚二甲基硅氧烷3％，椰油酸二乙醇酰胺6％，聚乙二醇辛基苯基醚5％，余量为水；
(2)先在反应釜中加入水，开动搅拌，升温至40℃，加入纤维素醚至完全溶解，得纤维素醚溶液；
(3)将椰油酸二乙醇酰胺、松香甘油酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇辛基苯基醚依次加入到混合溶液中，搅拌均匀，即可制得本发明的陶瓷球粉磨水泥助剂。
实施例2
一种陶瓷球粉磨水泥助剂，是由以下重量百分比的原料制备而成：纤维素醚2％、松香甘油酯12％、聚二甲基硅氧烷4％、椰油酸二乙醇酰胺8％、聚乙二醇辛基苯基醚8％、余量为水。
所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚。
所述的聚二甲基硅氧烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷。
本实施例水泥助剂制备方法同实施例1。
实施例3
一种陶瓷球水泥助剂，是由以下重量百分比的原料制备而成：纤维素醚3％，松香甘油酯15％，聚二甲基硅氧烷5％，椰油酸二乙醇酰胺10％，聚乙二醇辛基苯基醚10％，余量为水。
所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚。
所述的聚二甲基硅氧烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷。
本实施例水泥助剂制备方法同实施例1。
实施例4
一种陶瓷球水泥助剂，是由以下重量百分比的原料制备而成：纤维素醚1％，松香甘油酯12％，聚二甲基硅氧烷5％，椰油酸二乙醇酰胺10％，聚乙二醇辛基苯基醚5％，余量为水；
所述纤维素醚为甲基纤维素醚。
所述的聚二甲基硅氧烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷。
本实施例水泥助剂制备方法同实施例1。
实施例5
一种陶瓷球水泥助剂，是由以下重量百分比的原料制备而成：纤维素醚2％，松香甘油酯15％，聚二甲基硅氧烷3％，椰油酸二乙醇酰胺6％，聚乙二醇辛基苯基醚8％，余量为水。
所述纤维素醚为羟乙基纤维素醚。
所述的聚二甲基硅氧烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷。
本实施例水泥助剂制备方法同实施例1。
实施例6
一种陶瓷球水泥助剂，是由以下重量百分比的原料制备而成：纤维素醚3％，松香甘油酯12％，聚二甲基硅氧烷5％，椰油酸二乙醇酰胺8％，聚乙二醇辛基苯基醚10％，余量为水。
所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚。
所述的聚二甲基硅氧烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷。
本实施例水泥助剂制备方法同实施例1。
实验测试
将本发明实施例1～6制备的陶瓷球粉磨助剂在研磨体为陶瓷球的φ4.2m×13m的球磨机中进行粉磨试验，并与市售的常规助磨剂进行对比；物料配比：熟料(76％)+石膏(4.0％)+矿渣(7％)+粉煤灰(8％)+石灰石(5％)；助剂掺量为0.05％，试验生产水泥的磨机内物料流速、平衡稳定性，出磨水泥细度，比表面积及台时产量的变化。
试验测试结果如下：
1、不加助剂空白样，水泥磨机台时产量为180t，保持台时产量不变，加入对比样助磨剂和本发明实施例助剂进行粉磨试验，磨尾取样分析，结果见表1。
表1水泥粉磨试验结果
由表1试验结果可以看出，加入实施例助剂后，在保持水泥台时产量不变的情况下，水泥比表面积可以增加20m2/Kg以上，细度降低20％以上。若使用常规的市售助磨剂，水泥磨机系统调整频繁，无法稳定生产。
2、不加助剂空白样，出磨水泥比表面积330m2/Kg，控制比表面积330±5m2/Kg，加入对比样助剂和本发明实施例助剂进行粉磨试验，磨尾取样分析，结果见表2。
表2水泥粉磨试验结果
由表2试验结果可以看出，加入实施例助剂后，在控制水泥比表面积一定的情况下，水泥粉磨台时产量可提高11％以上。若使用常规助磨剂，保持和使用实施例助剂同样的台时产量，则水泥比表面积大幅下降，水泥磨机系统调整频繁，无法稳定生产。
综上所述，本发明的陶瓷球粉磨水泥助剂用于陶瓷球粉磨水泥的干法球磨机中，可以有效稳定物料流速，保持磨内物料循环的平衡和稳定，使水泥生产过程便于操控，能够显著提高粉磨效率，降低粉磨电耗。在水泥中掺量为0.05％，在粉磨工艺参数不变，台时产量不变的情况下，可使球磨机出磨水泥45μm筛余细度降低20％以上，比表面积增加20m2/kg。在控制比表在一定范围的情况下，可提高台时产量11％以上。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种陶瓷球粉磨水泥助剂，其特征在于，是由以下重量百分比的原料制备而成：纤维素醚1％-3％、松香甘油酯10％-15％、聚二甲基硅氧烷3％-5％、椰油酸二乙醇酰胺6％-10％、聚乙二醇辛基苯基醚5％-10％、余量为水。
2.根据权利要求1所述陶瓷球粉磨水泥助剂，其特征在于，所述纤维素醚为甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚中的一种。
3.根据权利要求1所述陶瓷球粉磨水泥助剂，其特征在于，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚。
4.根据权利要求1所述陶瓷球粉磨水泥助剂，其特征在于，所述的聚二甲基硅氧烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷。
5.一种权利要求1-4任意一项所述陶瓷球粉磨水泥助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取各组分：纤维素醚1％-3％，松香甘油酯10％-15％，聚二甲基硅氧烷3％-5％，椰油酸二乙醇酰胺6％-10％，聚乙二醇辛基苯基醚5％-10％，余量为水；
(2)先在反应釜中加入水，开动搅拌，升温至40℃，加入纤维素醚至完全溶解，得纤维素醚溶液；
(3)将椰油酸二乙醇酰胺、松香甘油酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇辛基苯基醚依次加入到混合溶液中，搅拌均匀，即可制得本发明的陶瓷球粉磨水泥助剂。
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