CN110171939B - 一种硅铝相促溶剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硅铝相促溶剂及其制备方法和应用，按重量份计，该硅铝相促溶剂的原料包括以下组分：促进剂：18‑25份，三异丙醇胺：20‑30份，三乙醇胺：10‑15份，硫酸铵：3‑8份，氢氧化钠：4‑8份，水：14‑45份。本发明的硅铝相促溶剂对铝、硅和铁离子具有较高的促溶效果，将其用于固体废弃物中铝、硅和铁离子的溶出，铝离子浓度在28d时提高2倍左右，硅离子浓度提高1倍左右，铁离子浓度提高86倍左右。

Description

一种硅铝相促溶剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及促溶剂技术领域，特别涉及一种硅铝相促溶剂及其制备方法和应用。
背景技术
固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质，2012年全球固体废弃物年产量估计超过100亿吨，中国达到15亿吨，而且固体废弃物产量的增长率往往超过处理设施处理能力的增长率，而对于固体废弃物的处理往往是通过填埋或焚烧，这样会给环境带来更大的污染和治理难度。因此，对固体废弃物的有效处理利用，不仅对环境会产生巨大的好处，而且对社会经济的可持续发展有着重大的影响。
目前，固体废弃物，如硅灰、粉煤灰等在建筑材料方面的利用主要是将其作为掺合料代替部分水泥制备水泥基材料，然而，固体废弃物在使用过程中存在着硅铝相溶出困难，掺杂在水泥中反应活性低，导致其对结构的综合性能有不利的影响，且导致其资源化利用率低，因此，开发一种可促进固体废弃物中硅铝相溶出的促溶剂具有十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种硅铝相促溶剂，以解决现有固体废弃物中硅铝相难以溶出的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种硅铝相促溶剂，按重量份计，所述硅铝相促溶剂的原料包括以下组分：促进剂：18-25份，三异丙醇胺：20-30份，三乙醇胺：10-15份，硫酸铵：3-8份，氢氧化钠：4-8份，水：14-45份。
可选地，按重量份计，所述促进剂的原料包括以下组分：2-溴乙酰胺：20-35份，二乙胺：10-15份，氢氧化钠：20-30份，水：20-50份。
可选地，所述促进剂为按照以下方法制得的促进剂：
将所述二乙胺溶于水，然后，依次加入所述氢氧化钠和所述2-溴乙酰胺，搅拌，即得促进剂。
本发明的第二目的在于提供一种制备上述硅铝相促溶剂的方法，该制备方法包括以下步骤：
向水中加入所述三异丙醇胺和所述三乙醇胺，搅拌均匀后，加入所述硫酸铵和所述氢氧化钠，继续搅拌，然后，加入所述促进剂，即得硅铝相促溶剂。
本发明的第三目的在于提供一种上述硅铝相促溶剂在水泥基材料中的应用，在该应用中，所述水泥基材料包括固体废弃物；所述硅铝相促溶剂的用量为所述固体废弃物用量的1-5％。
相对于现有技术，本发明所述的硅铝相促溶剂具有以下优势：
1、本发明的硅铝相促溶剂对铝、硅和铁离子具有较高的促溶效果，将其用于固体废弃物中铝、硅和铁离子的溶出，铝离子浓度在28d时提高2倍左右，硅离子浓度提高1倍左右，铁离子浓度提高86倍左右。
2、本发明的硅铝相促溶剂的制备工艺简单，反应条件温和，制备过程易控制，易于工业化应用和推广。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种硅铝相促溶剂，按重量份计，硅铝相促溶剂的原料包括以下组分：促进剂：18份，三异丙醇胺：20份，三乙醇胺：10份，硫酸铵：3份，氢氧化钠：4份，水：45份。
其中，按重量份计，促进剂的原料包括以下组分：2-溴乙酰胺：20份，二乙胺：10份，氢氧化钠：20份，水：50份；且促进剂的具体通过以下方法制得：
按照上述原料配方，将10份二乙胺溶于50份水，放入反应釜内，然后，加入20份氢氧化钠，再缓慢加入20份2-溴乙酰胺，且边加边搅拌均匀，待2-溴乙酰胺滴加完毕，继续搅拌15分钟，即得促进剂。本实施例将物料分批次加入反应釜内，并在加入过程中搅拌，可使各物料反应更充分。
上述硅铝相促溶剂具体通过以下方法制得：
按照上述原料配方，向45份水中加入20份三异丙醇胺和10份三乙醇胺，搅拌均匀后，加入3份硫酸铵和4份氢氧化钠，继续搅拌，待固体溶解完全后，加入18份促进剂，即得硅铝相促溶剂。
实施例2
一种硅铝相促溶剂，按重量份计，硅铝相促溶剂的原料包括以下组分：促进剂：20份，三异丙醇胺：23份，三乙醇胺：12份，硫酸铵：5份，氢氧化钠：5份，水：35份。
其中，按重量份计，促进剂的原料包括以下组分：2-溴乙酰胺：25份，二乙胺：12份，氢氧化钠：23份，水：40份；且促进剂的具体通过以下方法制得：
按照上述原料配方，将12份二乙胺溶于40份水，放入反应釜内，然后，加入23份氢氧化钠，再缓慢加入25份2-溴乙酰胺，且边加边搅拌均匀，待2-溴乙酰胺滴加完毕，继续搅拌15分钟，即得促进剂。本实施例将物料分批次加入反应釜内，并在加入过程中搅拌，可使各物料反应更充分。
上述硅铝相促溶剂具体通过以下方法制得：
按照上述原料配方，向35份水中加入23份三异丙醇胺和12份三乙醇胺，搅拌均匀后，加入5份硫酸铵和5份氢氧化钠，继续搅拌，待固体溶解完全后，加入20份促进剂，即得硅铝相促溶剂。
实施例3
一种硅铝相促溶剂，按重量份计，硅铝相促溶剂的原料包括以下组分：促进剂：22份，三异丙醇胺：26份，三乙醇胺：14份，硫酸铵：7份，氢氧化钠：6份，水：25份。
其中，按重量份计，促进剂的原料包括以下组分：2-溴乙酰胺：30份，二乙胺：14份，氢氧化钠：27份，水：29份；且促进剂的具体通过以下方法制得：
按照上述原料配方，将14份二乙胺溶于29份水，放入反应釜内，然后，加入27份氢氧化钠，再缓慢加入30份2-溴乙酰胺，且边加边搅拌均匀，待2-溴乙酰胺滴加完毕，继续搅拌15分钟，即得促进剂。本实施例将物料分批次加入反应釜内，并在加入过程中搅拌，可使各物料反应更充分。
上述硅铝相促溶剂具体通过以下方法制得：
按照上述原料配方，向25份水中加入26份三异丙醇胺和14份三乙醇胺，搅拌均匀后，加入7份硫酸铵和6份氢氧化钠，继续搅拌，待固体溶解完全后，加入22份促进剂，即得硅铝相促溶剂。
实施例4
一种硅铝相促溶剂，按重量份计，硅铝相促溶剂的原料包括以下组分：促进剂：25份，三异丙醇胺：30份，三乙醇胺：15份，硫酸铵：8份，氢氧化钠：8份，水：14份。
其中，按重量份计，促进剂的原料包括以下组分：2-溴乙酰胺：35份，二乙胺：15份，氢氧化钠：30份，水：20份；且促进剂的具体通过以下方法制得：
按照上述原料配方，将15份二乙胺溶于20份水，放入反应釜内，然后，加入30份氢氧化钠，再缓慢加入35份2-溴乙酰胺，且边加边搅拌均匀，待2-溴乙酰胺滴加完毕，继续搅拌15分钟，即得促进剂。本实施例将物料分批次加入反应釜内，并在加入过程中搅拌，可使各物料反应更充分。
上述硅铝相促溶剂具体通过以下方法制得：
按照上述原料配方，向14份水中加入30份三异丙醇胺和15份三乙醇胺，搅拌均匀后，加入8份硫酸铵和8份氢氧化钠，继续搅拌，待固体溶解完全后，加入25份促进剂，即得硅铝相促溶剂。
将实施例1～实施例4的硅铝相促溶剂用于水泥基材料中固体废弃物的离子溶出，在该应用中，水泥基材料包括固体废弃物；硅铝相促溶剂的用量为固体废弃物用量的1-5％。
对实施例1～实施例4的硅铝相促溶剂的离子溶出效率进行测试，并将其与未掺本发明的硅铝相促溶剂的试样(空白)进行对比，具体测试方法为，在20g模拟混凝土孔溶液中加入1g固体废弃物(粉煤灰)，然后，加入1ml实施例1～实施例4的硅铝相促溶剂。测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002024694360000061
由表1可知，本发明实施例1～实施例4的的硅铝相促溶剂对铝、硅和铁离子具有较高的促溶效果，将其用于固体废弃物中铝、硅和铁离子的溶出，铝离子浓度在28d时提高2倍左右，硅离子浓度提高1倍左右，铁离子浓度提高86倍左右。
因本发明的硅铝相促溶剂对铝、硅和铁离子具有较高的促溶效果，将其用于固体废弃物的离子溶出，可大幅度提高固体废弃物的反应活性，进而一方面，可以提高固体废弃物替代水泥的量，减少水泥的用量，降低生产成本，并提高固体废弃物的利用率，另一方面，可提高水泥基材料的力学性能以及耐久性能，同时，在含氯离子的环境中，还可促进水泥基材料中形成更多的Friedel’s盐，提高氯离子固化能力，减低氯离子对钢筋的破坏作用。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种硅铝相促溶剂，其特征在于，按重量份计，所述硅铝相促溶剂的原料包括以下组分：促进剂：18-25份，三异丙醇胺：20-30份，三乙醇胺：10-15份，硫酸铵：3-8份，氢氧化钠：4-8份，水：14-45份；
按重量份计，所述促进剂的原料包括以下组分：2-溴乙酰胺：20-35份，二乙胺：10-15份，氢氧化钠：20-30份，水：20-50份。
2.根据权利要求1所述的硅铝相促溶剂，其特征在于，所述促进剂为按照以下方法制得的促进剂：
将所述二乙胺溶于水，然后，依次加入所述氢氧化钠和所述2-溴乙酰胺，搅拌，即得促进剂。
3.制备权利要求1至2任一项所述的硅铝相促溶剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
向水中加入所述三异丙醇胺和所述三乙醇胺，搅拌均匀后，加入所述硫酸铵和所述氢氧化钠，继续搅拌，然后，加入所述促进剂，即得硅铝相促溶剂。
4.权利要求1至2任一项所述的硅铝相促溶剂在水泥基材料中的应用，其特征在于，所述水泥基材料包括固体废弃物；所述硅铝相促溶剂的用量为所述固体废弃物用量的1-5％。
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