CN110143777A - 一种高效水泥助磨剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水泥生产领域，具体涉及一种高效水泥助磨剂，该水泥助磨剂由25％‑35％重量百分比的改性三乙醇胺、20％‑25％重量百分比的三异丙醇胺、30％‑35％重量百分比的改性丙三醇、4％‑8％重量百分比的改性糖蜜、2％‑5％重量百分比的硫氰酸钠、0.3‑0.5％重量百分比的膨胀珍珠岩、1％‑5％重量百分比的表面活性剂以及1％‑5％重量百分比的减水剂组成。本发明提供的高效水泥助磨剂不含氯离子，不仅可以改善粉磨的效果，提高水泥磨机的产量，而且添加本发明水泥助磨剂制成的水泥，强度得到明显的提高。

Description

一种高效水泥助磨剂

技术领域

本发明涉及水泥生产领域，特别涉及一种高效水泥助磨剂。

背景技术

当前，国家对低碳环保的要求越来越高、水泥价格萎靡、原材料和能源价格飞涨，行业竞争白热化，使水泥企业的效益捉襟见肘。为节能减排，发展低碳经济，降低水泥的生产成本，提高水泥的生产效率，最直接有效的方法就是在水泥粉磨过程中添加少量的水泥助磨剂。在水泥熟料的粉磨过程中，加入少量的水泥助磨剂，能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，而且可以改进水泥的性能。常见的水泥助磨剂包括液体助磨剂和固体助磨剂，其基本成分大都属于一种或多种有机表面活性物质。但是，现有的水泥助磨剂在使用过程中仍存在很多问题，如为增强助磨剂的使用效果，通常添加一定量的氯盐(如氯化钠、氯化钙等)，但氯离子的存在会使混凝土中的钢筋发生腐蚀、从而影响混凝土的使用寿命和耐久性，安全隐患较大。因此，必须要研发一种新的不添加氯盐而且使用效果好的水泥助磨剂。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种高效水泥助磨剂，该水泥助磨剂不仅可以改善粉磨的效果，提高水泥磨机的产量，而且添加本发明水泥助磨剂制成的水泥，强度得到明显的提高。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供一种高效水泥助磨剂，该水泥助磨剂由以下重量百分比的成分组成：

改性三乙醇胺25％-35％、三异丙醇胺20％-25％、改性丙三醇30％-35％、改性糖蜜 4％-8％、硫氰酸钠2％-5％、膨胀珍珠岩0.3-0.7％、表面活性剂1％-5％、减水剂1％-5％。

优选的，该水泥助磨剂由以下重量百分比的成分组成：

改性三乙醇胺30％、三异丙醇胺22％、改性丙三醇33％、改性糖蜜5％、硫氰酸钠3.5％、膨胀珍珠岩0.5％、表面活性剂3％、减水剂3％。

优选的，所述改性三乙醇胺的制备方法为：将三乙醇胺与马来酸酐按2:1的摩尔比进行混合，并加入2％重量的对甲苯磺酸，再次混合均匀后将其置于110-120℃下反应2-3h得到马来酸三乙醇胺酯，最后用蒸馏水将马来酸三乙醇胺酯配制成体积浓度为50％的水溶液得到。

优选的，所述改性丙三醇的制备方法为：先将丙三醇与甲酸按1:1.2的摩尔比进行混合，然后加入0.5％体积的硫酸，再次混合均匀，最后将其置于80-90℃下反应2-3h得到。

优选的，所述改性糖蜜的制备方法为：将甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜按1:1的重量比进行混合，然后用蒸馏水将混合糖蜜配制成50％体积浓度的糖蜜水溶液，先往糖蜜水溶液中滴加盐酸，使其pH值为2，80℃下搅拌反应2-3h，然后再往反应后的糖蜜水溶液中滴加氢氧化钠溶液，使其pH值为13，80℃下搅拌反应2-3h后得到改性糖蜜。

优选的，所述表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。

优选的，所述减水剂为木质素璜酸钙。

优选的，该助磨剂在水泥粉磨工艺中的掺入量为水泥粉末原料重量的0.035％-0.055％。

更优选的，该助磨剂在水泥粉磨工艺中的掺入量为水泥粉末原料重量的0.045％。

本发明还提供了上述高效水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照上述重量百分比称量各个组分，将改性三乙醇胺、三异丙醇胺、改性糖蜜和膨胀珍珠岩依次加入反应釜中，搅拌混匀30min；

S2、往S1步骤的混合液中再加入改性丙三醇和硫氰酸钠，搅拌混匀后使其反应60-90min；

S3、反应结束后，往S2步骤的混合液中再加入表面活性剂和减少剂，再反应15min后得到高效水泥助磨剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的高效水泥助磨剂由改性三乙醇胺、三异丙醇胺、改性丙三醇、改性糖蜜、硫氰酸钠、膨胀珍珠岩、表面活性剂以及减水剂组成，不含氯离子，应用到水泥粉磨工艺中制备水泥时，添加量小，最佳添加量为0.045％；该水泥助磨剂可以改善水泥粉磨的效果，加大水泥原料的利用率，降低熟料的用量，熟料参量减少9.75％-10.04％，从而降低了成本；同时，可以提高水泥磨机的产量，每台磨机的产量提高11.48％-13.43％；此外，添加本发明水泥助磨剂制成的水泥，强度明显提高，生产出来的水泥3天抗压强度增加1.8MPa-2.3Mpa， 28天抗压强度增加1.53Mpa-2.0Mpa。因此，本发明不含氯离子，不仅可以改善粉磨的效果，提高水泥磨机的产量，而且添加本发明水泥助磨剂制成的水泥，强度得到明显的提高。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

本实施例提供一种高效水泥助磨剂，包括以下重量百分比的组分：

改性三乙醇胺30％、三异丙醇胺22％、改性丙三醇33％、改性糖蜜5％、硫氰酸钠3.5％、膨胀珍珠岩0.5％、椰油酰胺丙基甜菜碱3％、木质素璜酸钙3％。

在上述配方中，所述改性三乙醇胺的制备方法为：将三乙醇胺与马来酸酐按2:1的摩尔比进行混合，并加入2％重量的对甲苯磺酸，再次混合均匀后将其置于115℃下反应2.5h得到马来酸三乙醇胺酯，最后用蒸馏水将马来酸三乙醇胺酯配制成体积浓度为50％的水溶液得到。

所述改性丙三醇的制备方法为：先将丙三醇与甲酸按1:1.2的摩尔比进行混合，然后加入 0.5％体积的硫酸，再次混合均匀，最后将其置于85℃下反应2.5h得到。

所述改性糖蜜的制备方法为：将甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜按1:1的重量比进行混合，然后用蒸馏水将混合糖蜜配制成50％体积浓度的糖蜜水溶液，先往糖蜜水溶液中滴加盐酸，使其pH 值为2，80℃下搅拌反应2.5h，然后再往反应后的糖蜜水溶液中滴加氢氧化钠溶液，使其pH 值为13，80℃下搅拌反应2.5h后得到改性糖蜜。

本实施例的高效水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照上述重量百分比称量各个组分，将改性三乙醇胺、三异丙醇胺、改性糖蜜和膨胀珍珠岩依次加入反应釜中，搅拌混匀30min；

S2、往S1步骤的混合液中再加入改性丙三醇和硫氰酸钠，搅拌混匀后使其反应75min；

S3、反应结束后，往S2步骤的混合液中再加入表面活性剂和减少剂，再反应15min后得到该高效水泥助磨剂。

为验证本实施例的水泥助磨剂的使用效果，将助磨剂以一定的掺量加入到水泥粉末原料 (包括熟料、矿渣、二水石膏等物料，物料入磨前需经颚式破碎机破碎至小于10mm的粒径) 中，于WNQ-5型磨机中进行水泥粉磨实验。实验组分为加剂拌组和空白拌组，加剂拌组在实验时分别加入重量为水泥粉末原料的0.035％、0.045％和0.055％的助磨剂，空白拌组在实验时不添加助磨剂，

由表1中的实验结果可以看出，在工程公司的水泥粉磨实验中，当水泥助磨剂的添加量为0.035％时，熟料参量减少9.98％，水泥在3天和28天后的抗压强度分别提高1.9Mpa和 1.7Mpa，每台磨机的产量提高13.27％；当水泥助磨剂的添加量为0.045％时，熟料参量减少 10.04％，水泥在3天和28天后的抗压强度分别提高2.3Mpa和2.0Mpa，每台磨机的产量提高 13.43％；当水泥助磨剂的添加量为0.055％时，熟料参量减少9.93％，水泥在3天和28天后的抗压强度分别提高1.9Mpa和1.6Mpa，每台磨机的产量提高12.77％。

可见，将本实施例中的水泥助磨剂添加到水泥粉磨工艺中，可以改善水泥粉磨的效果，降低熟料的用量，熟料参量减少9.93％-10.04％；同时，可以提高水泥磨机的产量，每台磨机的产量提高12.77％-13.43％；此外，添加本实施例水泥助磨剂制成的水泥，强度明显提高，生产出来的水泥3天抗压强度增加1.9MPa-2.3Mpa，28天抗压强度增加1.6Mpa-2.0Mpa；其中，水泥助磨剂在水泥粉磨工艺中的最佳添加量为0.045％。

表1按照实施例1配方配制的水泥助磨剂在水泥粉磨试验中的使用效果

实施例2

本实施例提供一种高效水泥助磨剂，包括以下重量百分比的组分：

改性三乙醇胺25％、三异丙醇胺20％、改性丙三醇35％、改性糖蜜6％、硫氰酸钠3.3％、膨胀珍珠岩0.7％、椰油酰胺丙基甜菜碱5％、木质素璜酸钙5％。

在上述配方中，所述改性三乙醇胺的制备方法为：将三乙醇胺与马来酸酐按2:1的摩尔比进行混合，并加入2％重量的对甲苯磺酸，再次混合均匀后将其置于110℃下反应3h得到马来酸三乙醇胺酯，最后用蒸馏水将马来酸三乙醇胺酯配制成体积浓度为50％的水溶液得到。

所述改性丙三醇的制备方法为：先将丙三醇与甲酸按1:1.2的摩尔比进行混合，然后加入 0.5％体积的硫酸，再次混合均匀，最后将其置于80℃下反应3h得到。

所述改性糖蜜的制备方法为：将甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜按1:1的重量比进行混合，然后用蒸馏水将混合糖蜜配制成50％体积浓度的糖蜜水溶液，先往糖蜜水溶液中滴加盐酸，使其pH 值为2，80℃下搅拌反应2h，然后再往反应后的糖蜜水溶液中滴加氢氧化钠溶液，使其pH 值为13，80℃下搅拌反应2h后得到改性糖蜜。

本实施例的高效水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照上述重量百分比称量各个组分，将改性三乙醇胺、三异丙醇胺、改性糖蜜和膨胀珍珠岩依次加入反应釜中，搅拌混匀30min；

S2、往S1步骤的混合液中再加入改性丙三醇和硫氰酸钠，搅拌混匀后使其反应60min；

S3、反应结束后，往S2步骤的混合液中再加入表面活性剂和减少剂，再反应15min后得到该高效水泥助磨剂。

为验证本实施例的水泥助磨剂的使用效果，将助磨剂以一定的掺量加入到水泥粉末原料 (包括熟料、矿渣、二水石膏等物料，物料入磨前需经颚式破碎机破碎至小于10mm的粒径) 中，于WNQ-5型磨机中进行水泥粉磨实验。实验组分为加剂拌组和空白拌组，加剂拌组在实验时分别加入重量为水泥粉末原料的0.035％、0.045％和0.055％的助磨剂，空白拌组在实验时不添加助磨剂，

由表2中的实验结果可以看出，在工程公司的水泥粉磨实验中，当水泥助磨剂的添加量为0.035％时，熟料参量减少9.95％，水泥在3天和28天后的抗压强度分别提高1.8Mpa和 1.55Mpa，每台磨机的产量提高12.77％；当水泥助磨剂的添加量为0.045％时，熟料参量减少 9.98％，水泥在3天和28天后的抗压强度分别提高2.1Mpa和1.92Mpa，每台磨机的产量提高 13.13％；当水泥助磨剂的添加量为0.055％时，熟料参量减少9.81％，水泥在3天和28天后的抗压强度分别提高2.0Mpa和1.8Mpa，每台磨机的产量提高11.48％。

可见，将本实施例中的水泥助磨剂添加到水泥粉磨工艺中，可以改善水泥粉磨的效果，降低熟料的用量，熟料参量减少9.81％-9.98％；同时，可以提高水泥磨机的产量，每台磨机的产量提高11.48％-13.13％；此外，添加本实施例水泥助磨剂制成的水泥，强度明显提高，生产出来的水泥3天抗压强度增加1.8Mpa-2.1Mpa，28天抗压强度增加1.55Mpa-1.92Mpa；其中，水泥助磨剂在水泥粉磨工艺中的最佳添加量为0.045％。

表2按照实施例2配方配制的水泥助磨剂在水泥粉磨试验中的使用效果

实施例3

本实施例提供一种高效水泥助磨剂，包括以下重量百分比的组分：

改性三乙醇胺35％、三异丙醇胺25％、改性丙三醇30％、改性糖蜜4％、硫氰酸钠2％、膨胀珍珠岩0.3％、椰油酰胺丙基甜菜碱1.9％、木质素璜酸钙1.8％。

在上述配方中，所述改性三乙醇胺的制备方法为：将三乙醇胺与马来酸酐按2:1的摩尔比进行混合，并加入2％重量的对甲苯磺酸，再次混合均匀后将其置于120℃下反应2h得到马来酸三乙醇胺酯，最后用蒸馏水将马来酸三乙醇胺酯配制成体积浓度为50％的水溶液得到。

所述改性丙三醇的制备方法为：先将丙三醇与甲酸按1:1.2的摩尔比进行混合，然后加入 0.5％体积的硫酸，再次混合均匀，最后将其置于90℃下反应2h得到。

所述改性糖蜜的制备方法为：将甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜按1:1的重量比进行混合，然后用蒸馏水将混合糖蜜配制成50％体积浓度的糖蜜水溶液，先往糖蜜水溶液中滴加盐酸，使其pH 值为2，80℃下搅拌反应3h，然后再往反应后的糖蜜水溶液中滴加氢氧化钠溶液，使其pH 值为13，80℃下搅拌反应3h后得到改性糖蜜。

本实施例的高效水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照上述重量百分比称量各个组分，将改性三乙醇胺、三异丙醇胺、改性糖蜜和膨胀珍珠岩依次加入反应釜中，搅拌混匀30min；

S2、往S1步骤的混合液中再加入改性丙三醇和硫氰酸钠，搅拌混匀后使其反应90min；

S3、反应结束后，往S2步骤的混合液中再加入表面活性剂和减少剂，再反应15min后得到该高效水泥助磨剂。

由表3中的实验结果可以看出，在工程公司的水泥粉磨实验中，当水泥助磨剂的添加量为0.035％时，熟料参量减少9.81％，水泥在3天和28天后的抗压强度分别提高1.85Mpa和 1.66Mpa，每台磨机的产量提高12.47％；当水泥助磨剂的添加量为0.045％时，熟料参量减少 10.00％，水泥在3天和28天后的抗压强度分别提高1.94Mpa和1.85Mpa，每台磨机的产量提高12.68％；当水泥助磨剂的添加量为0.055％时，熟料参量减少9.75％，水泥在3天和28天后的抗压强度分别提高1.84Mpa和1.53Mpa，每台磨机的产量提高12.66％。

可见，将本实施例中的水泥助磨剂添加到水泥粉磨工艺中，可以改善水泥粉磨的效果，降低熟料的用量，熟料参量减少9.75％-10.00％；同时，可以提高水泥磨机的产量，每台磨机的产量提高12.47％-12.68％；此外，添加本实施例水泥助磨剂制成的水泥，强度明显提高，生产出来的水泥3天抗压强度增加1.84Mpa-1.94Mpa，28天抗压强度增加1.53Mpa-1.85Mpa；其中，水泥助磨剂在水泥粉磨工艺中的最佳添加量为0.045％。

表3按照实施例3配方配制的水泥助磨剂在水泥粉磨试验中的使用效果

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效水泥助磨剂，其特征在于：由以下重量百分比的成分组成：

改性三乙醇胺25％-35％、三异丙醇胺20％-25％、改性丙三醇30％-35％、改性糖蜜4％-8％、硫氰酸钠2％-5％、膨胀珍珠岩0.3-0.7％、表面活性剂1％-5％、减水剂1％-5％。

2.根据权利要求1所述的一种高效水泥助磨剂，其特征在于：由以下重量百分比的成分组成：

改性三乙醇胺30％、三异丙醇胺22％、改性丙三醇33％、改性糖蜜5％、硫氰酸钠3.5％、膨胀珍珠岩0.5％、表面活性剂3％、减水剂3％。

3.根据权利要求1所述的一种高效水泥助磨剂，其特征在于：所述改性三乙醇胺的制备方法为：将三乙醇胺与马来酸酐按2:1的摩尔比进行混合，并加入2％重量的对甲苯磺酸，再次混合均匀后将其置于110-120℃下反应2-3h得到马来酸三乙醇胺酯，最后用蒸馏水将马来酸三乙醇胺酯配制成体积浓度为50％的水溶液得到。

4.根据权利要求1所述的一种高效水泥助磨剂，其特征在于：所述改性丙三醇的制备方法为：先将丙三醇与甲酸按1:1.2的摩尔比进行混合，然后加入0.5％体积的硫酸，再次混合均匀，最后将其置于80-90℃下反应2-3h得到。

5.根据权利要求1所述的一种高效水泥助磨剂，其特征在于：所述改性糖蜜的制备方法为：将甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜按1:1的重量比进行混合，然后用蒸馏水将混合糖蜜配制成50％体积浓度的糖蜜水溶液，先往糖蜜水溶液中滴加盐酸，使其pH值为2，80℃下搅拌反应2-3h，然后再往反应后的糖蜜水溶液中滴加氢氧化钠溶液，使其pH值为13，80℃下搅拌反应2-3h后得到改性糖蜜。

6.根据权利要求1所述的一种高效水泥助磨剂，其特征在于：所述表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。

7.根据权利要求1所述的一种高效水泥助磨剂，其特征在于：所述减水剂为木质素璜酸钙。

8.根据权利要求1所述的一种高效水泥助磨剂，其特征在于：该助磨剂在水泥粉磨工艺中的掺入量为水泥粉末原料重量的0.035％-0.055％。

9.根据权利要求8所述的一种高效水泥助磨剂，其特征在于：该助磨剂在水泥粉磨工艺中的掺入量为水泥粉末原料重量的0.045％。

10.根据权利要求1所述的一种高效水泥助磨剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、按照上述重量百分比称量各个组分，将改性三乙醇胺、三异丙醇胺、改性糖蜜和膨胀珍珠岩依次加入反应釜中，搅拌混匀30min；

S2、往S1步骤的混合液中再加入改性丙三醇和硫氰酸钠，搅拌混匀后使其反应60-90min；

S3、反应结束后，往S2步骤的混合液中再加入表面活性剂和减少剂，再反应15min后得到高效水泥助磨剂。