CN109809729A

CN109809729A - 一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法

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Publication number: CN109809729A
Application number: CN201910241897.XA
Authority: CN
Inventors: 郭文倩; 彭立刚; 于吉涛; 唐樱燕
Original assignee: Shandong Zhong Sen Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong Zhong Sen Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: CN109809729B

Abstract

本申请提供了一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，首先根据测试情况加入氢氧化钙和/或氢氧化钠以除去异味且将垃圾渗滤液pH值调节至11‑13，然后将垃圾渗滤液静置进行反应，然后将反应后的垃圾渗滤液进行过滤处理，得到过滤渣与过滤液；按照配方依次将碱性盐、过滤液、稠度调节剂、偶联剂、多元醇、糖蜜、稳定剂加入水中进行搅拌溶解，至溶液均匀得到成品的水泥助磨剂；该水泥助磨剂在添加量为0.05～0.08wt％的情况下，且保证水泥组分、磨机台时产量基本不变的情况下，可以提高水泥3天抗压强度3‑7MPa，28天抗压强度5‑10MPa；不仅降低水泥助磨剂的生产成本，而且还能实现垃圾渗滤液的资源化利用。

Description

一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法

技术领域

本发明涉及危废资源化再利用技术领域，尤其是涉及一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法。

背景技术

垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用，同时在降水和地下水的渗流作用下产生的一种高浓度的有机或无机成份的液体，长期存放或处置不当极易污染地下水和农田，已经被列入《国家危险废物名录》。目前国内能有效处理的办法都不多，更无法提及再利用。

我国水泥年产量约20亿吨，占世界水泥生产总量的50％以上，产量规模稳居世界第一。根据权威统计，我国每生产1万吨水泥，需要1.55万吨石灰石、1200吨煤与80万度电，会产生1万吨二氧化碳。而水泥助磨剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的添加剂，具有显著提高水泥台时产量、各龄期水泥强度，改善其流动性的功能。具体体现在：(1)水泥助磨剂能大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象，并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势，显著改善水泥流动性，提高磨机的研磨效果和选粉机的选粉效率，从而降低粉磨能耗；(2)水泥助磨剂能改善水泥颗粒分布并激发水化动力，从而提高水泥早期强度和后期强度；(3)使用助磨剂生产的水泥具有较低的压实聚结趋势，从而有利于水泥的装卸，并可减少水泥库的挂壁现象。因此，水泥助磨剂可以帮助水泥企业摘掉高能耗、高资源、高污染的“帽子”，是水泥工业的“节能功臣”，已成为水泥生产过程中必不可少的添加剂，对降低建材行业的资源消耗，贯彻国家节能减排政策具有关键意义。

目前国内水泥助磨剂的主要成分为三乙醇胺等化工原料，采用这些化工原料会使水泥助磨剂的生产成本大幅增加。而垃圾渗滤液经过处理后的有些成分的功能可以替代上述三乙醇胺等化工原料的功能，并且当前垃圾渗滤液是各城市急需解决的问题，长期存放存在安全隐患，当前可利用或无害化处置的方案很少。

如何充分利用垃圾渗滤液中的活性物质代替传统化工原料来制备新的水泥助磨剂，不仅降低水泥助磨剂的生产成本，而且还能实现垃圾渗滤液的资源化利用，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，包括以下依次进行的步骤：

1)首先取样测试垃圾渗滤液的pH，然后根据测试情况加入氢氧化钙和/或氢氧化钠以除去异味且将垃圾渗滤液pH值调节至11-13，然后将垃圾渗滤液静置进行反应，然后将反应后的垃圾渗滤液进行过滤处理，得到过滤渣与过滤液；

2)所述水泥助磨剂由多种原料混合而成，所述原料包括步骤1)制得的过滤液、偶联剂、多元醇、稠度调节剂、糖蜜、碱性盐、稳定剂以及水；

其中，步骤1)制得的过滤液的添加质量占成品的所述水泥助磨剂的质量百分数为15％～20％；

偶联剂的添加质量占成品的所述水泥助磨剂的质量百分数为1％～3％；

多元醇的添加质量占成品的所述水泥助磨剂的质量百分数为15％～20％；

稠度调节剂的添加质量占成品的所述水泥助磨剂的质量百分数为3％～5％；

糖蜜的添加质量占成品的所述水泥助磨剂的质量百分数为10％～15％；

碱性盐的添加质量占成品的所述水泥助磨剂的质量百分数为5％～10％；

稳定剂的添加质量占成品的所述水泥助磨剂的质量百分数为10％～15％；

所述水泥助磨剂中的水的添加质量为成品的所述水泥助磨剂中除其余所有原料之外的余量；

3)按步骤2)中的配方称取步骤1)制得的过滤液、偶联剂、多元醇、稠度调节剂、糖蜜、碱性盐、稳定剂和水，备用；

4)将碱性盐加入水中进行搅拌溶解，得到溶液A；

5)将步骤1)制得的过滤液加入溶液A中，边加入边搅拌，至溶液均匀得到溶液B；

6)将稠度调节剂与偶联剂加入溶液B中，边加入边搅拌，至溶液均匀得到溶液C；7)将多元醇加入溶液C中，边加入边搅拌，至溶液均匀得到溶液D；

8)将糖蜜加入溶液D中，边加入边搅拌，至溶液均匀得到溶液E；

9)将稳定剂加入溶液E中，边加入边搅拌，至溶液均匀得到成品的水泥助磨剂。

优选的，所述偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂。

优选的，所述多元醇为二甘醇、三甘醇与乙二醇的混合物。

优选的，所述稠度调节剂为泥浆稠度调节剂。

优选的，所述碱性盐为硫代硫酸钙或硫代硫酸钠。

优选的，所述稳定剂为二乙二醇或乙二醇。

本申请提供了一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，首先取样测试垃圾渗滤液的pH，然后根据测试情况加入氢氧化钙和/或氢氧化钠以除去异味且将垃圾渗滤液pH值调节至11-13，然后将垃圾渗滤液静置进行反应，然后将反应后的垃圾渗滤液进行过滤处理，得到过滤渣与过滤液；

所述水泥助磨剂由多种原料混合而成，各原料的添加质量占成品的所述水泥助磨剂的质量百分数分别为：15％～20％的过滤液、1％～3％的偶联剂、15％～20％的多元醇、3％～5％的稠度调节剂、10％～15％的糖蜜、5％～10％的碱性盐、10％～15％的稳定剂以及余量的水；

按照配方依次将碱性盐、过滤液、稠度调节剂、偶联剂、多元醇、糖蜜、稳定剂加入水中进行搅拌溶解，至溶液均匀得到成品的水泥助磨剂；

本发明通过化学方法和物理方法对垃圾渗滤液进行反应处理后得到一种活性物质，该活性物质应用于水泥助磨剂的制备，能够促进危废资源的循环再利用，实现危废资源的无害化处理。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的水泥助磨剂在添加量为0.05～0.08wt％的情况下，可以提高水泥磨机台时产量10％以上。

2、本发明提供的水泥助磨剂在添加量为0.05～0.08wt％的情况下，且保证水泥组分、磨机台时产量基本不变的情况下，可以提高水泥3天抗压强度3-7MPa，28天抗压强度5-10MPa。

3、本发明提供的水泥助磨剂在添加量为0.05～0.08wt％的情况下，且保证水泥强度和磨机台时产量基本不变的情况下，可以减少6％～8％的熟料用量，由6％～8％的混合材料来代替。

4、可为水泥厂节约生产成本6.0～10元/吨。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本申请提供了一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，包括以下依次进行的步骤：

4)将碱性盐加入水中进行搅拌溶解，得到溶液A；

在本申请的一个实施例中，优选的，上述偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂。

在本申请的一个实施例中，优选的，上述多元醇为二甘醇、三甘醇与乙二醇的混合物。

在本申请的一个实施例中，优选的，上述稠度调节剂为泥浆稠度调节剂。

在本申请的一个实施例中，优选的，上述碱性盐为硫代硫酸钙或硫代硫酸钠。

在本申请的一个实施例中，优选的，上述稳定剂为二乙二醇或乙二醇。

本发明的水泥助磨剂的作用机理：

水泥强度是水泥熟料、混合材料种类、数量、石膏形态、颗粒组成等有关因素综合作用的结果，不同龄期的强度主要由当期水泥水化产物的数量、形态、孔隙含量等来决定的。不同龄期的增强剂主要在相关阶段发挥作用。因此要提高水泥的3天、28天强度，就必须在形成3天、28天强度的有关因素上引进一个促进因素，能使得水泥在这个阶段水泥水化产物更多，水化产物的形态更有利于结料强度形成，水泥石中孔隙率更低。

本发明中多元醇是主要的助磨成分，促进粉磨效率的提高；

步骤1)制得的过滤液能够促进熟料当中硅氧四面体形成水溶性硅酸钙凝胶；

偶联剂、稠度调节剂主要调整水泥工作性能；

碱性盐能够激发水泥早期强度；

糖蜜能明显提高非活性混合材料在水泥中的填充量；

稳定剂可以有效防止产品有晶体析出；

经过上述各成分的复合作用，达到助磨、提高水泥3天、28天抗压强度，从而降低熟料用量的作用。

使用本产品需注意：1.由于各水泥厂的熟料、混合材料、磨机工艺、控制水平不同，造成水泥的理想颗粒组成不同，而且接近理想组成的程度也不同，因此在研究使用该水泥助磨剂改善水泥颗粒组成和水泥性能时，需要从具体情况出发。2.入磨物料综合水分应低于2％。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

首先将5.5Kg硫代硫酸钠加入到25.5Kg的水中进行搅拌，待完全溶解后将20Kg的垃圾渗滤液加碱反应后的过滤液加入其中进行搅拌均化，然后再将3Kg稠度调节剂、1Kg偶联剂加入其中充分搅拌均匀，然后再将20Kg的多元醇加入其中进行搅拌溶解，然后加入15Kg糖蜜使其充分溶解，最后将10Kg的稳定剂加入其中搅拌均匀即得成品的水泥助磨剂。

取不同省份、不同水泥厂家、不同品种的水泥样品，分别添加此水泥助磨剂，该实施例1制备的水泥助磨剂在水泥中的添加质量百分数为0.05％，按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO)法》进行勾兑成型试验，来验证此水泥助磨剂对水泥3天、28天抗压强度增加效果，实施例1水泥试验结果见下表1。

表1实施例1水泥试验结果

可见，本实施例1制备的水泥助磨剂对不同水泥厂家的不同水泥品种，都具有提高水泥3天、28天抗压强度的作用，提高水泥3天抗压强度3-6MPa之间，提高水泥28天抗压强度在6—10MPa之间。

实施例2

首先将6.0Kg硫代硫酸钠加入到23Kg的水中进行搅拌，待完全溶解后将20Kg的垃圾渗滤液加碱反应后的过滤液加入其中进行搅拌均化，然后再将4Kg稠度调节剂、2Kg偶联剂加入其中充分搅拌均匀，然后再将20Kg的多元醇加入其中进行搅拌溶解，然后加入15Kg糖蜜使其充分溶解，最后将10Kg的稳定剂加入其中搅拌均匀即即得成品的水泥助磨剂。

取不同省份、不同水泥厂家、不同品种的水泥样品，分别添加此水泥助磨剂，该实施例2制备的水泥助磨剂在水泥中的添加质量百分数为0.05％，按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO)法》进行勾兑成型试验，来验证此水泥助磨剂对水泥3天、28天抗压强度增加效果，实施例2水泥试验结果见下表2。

表2实施例2水泥试验结果

可见，本实施例2制备的水泥助磨剂对不同水泥厂家的不同水泥品种，都具有提高水泥3天、28天抗压强度的作用，提高水泥3天抗压强度3-7MPa之间、28天抗压强度在6—10MPa之间。

实施例3

首先将7Kg硫代硫酸钠加入到23.5Kg的水中进行搅拌，待完全溶解后将20Kg的垃圾渗滤液加碱反应后的过滤液加入其中进行搅拌均化，然后再将3Kg稠度调节剂、1.5Kg偶联剂加入其中充分搅拌均匀，然后再将20Kg的多元醇加入其中进行搅拌溶解，然后加入15Kg糖蜜使其充分溶解，最后将10Kg的稳定剂加入其中搅拌均匀即得成品的水泥助磨剂。

取不同省份、不同水泥厂家、不同品种的水泥样品，分别添加此水泥助磨剂，该实施例3制备的水泥助磨剂在水泥中的添加质量百分数为0.05％，按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO)法》进行勾兑成型试验，来验证此水泥助磨剂对水泥3天、28天抗压强度增加效果，实施例3水泥试验结果见下表3。

表3实施例3水泥试验结果

可见，本实施例3制备的水泥助磨剂对不同水泥厂家的不同水泥品种，都具有提高水泥3天、28天抗压强度的作用，提高水泥3天抗压强度3-6MPa之间、28天抗压强度在6—10MPa之间。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：

4)将碱性盐加入水中进行搅拌溶解，得到溶液A；

6)将稠度调节剂与偶联剂加入溶液B中，边加入边搅拌，至溶液均匀得到溶液C；

7)将多元醇加入溶液C中，边加入边搅拌，至溶液均匀得到溶液D；

2.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，其特征在于，所述偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂。

3.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，其特征在于，所述多元醇为二甘醇、三甘醇与乙二醇的混合物。

4.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，其特征在于，所述稠度调节剂为泥浆稠度调节剂。

5.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，其特征在于，所述碱性盐为硫代硫酸钙或硫代硫酸钠。

6.根据权利要求1所述的利用垃圾渗滤液制备水泥助磨剂的方法，其特征在于，所述稳定剂为二乙二醇或乙二醇。