CN110204451A - 一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法 - Google Patents

一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110204451A
CN110204451A CN201910416728.5A CN201910416728A CN110204451A CN 110204451 A CN110204451 A CN 110204451A CN 201910416728 A CN201910416728 A CN 201910416728A CN 110204451 A CN110204451 A CN 110204451A
Authority
CN
China
Prior art keywords
additive
triethanolamine
nickel slag
bromine
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910416728.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110204451B (zh
Inventor
王亚丽
吕云芳
王剑锋
王振国
韩元中
张世超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Technology
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201910416728.5A priority Critical patent/CN110204451B/zh
Publication of CN110204451A publication Critical patent/CN110204451A/zh
Priority to US16/814,262 priority patent/US11142481B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN110204451B publication Critical patent/CN110204451B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141Slags
    • C04B18/144Slags from the production of specific metals other than iron or of specific alloys, e.g. ferrochrome slags
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02Treatment
    • C04B20/023Chemical treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/005Halogen-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/14Cements containing slag
    • C04B7/147Metallurgical slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C213/00Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C213/06Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton from hydroxy amines by reactions involving the etherification or esterification of hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C213/00Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C213/08Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton by reactions not involving the formation of amino groups, hydroxy groups or etherified or esterified hydroxy groups
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法,属于外加剂技术领域。在反应釜中依次加入顺丁烯二酸酐和三乙醇胺,设置反应温度加热至50℃,反应过程中放出大量的热,待其反应放热后反应温度降至60℃时,将三乙醇胺马来酸酯与溴的四氯化碳溶液反应,加入水,其中加入水的质量百分含量为60%,然后把四氯化碳从水中分离除去,搅拌均匀后得到所述外加剂。顺丁烯二酸酐、三乙醇胺、溴的摩尔比为(0.2‑1):1:(0.2‑1),其中顺丁烯二酸酐:溴的摩尔比=1:1。在掺加量为镍渣质量的0.02%时,可提高镍渣7d活性指数22%‑29%。

Description

一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法,属于外加剂技术领域。
背景技术
镍渣是金属镍冶炼过程中形成的以SiO2、FeO、MgO、CaO为主要成分的废渣且其中含有不同数量的镍、铁、钴等有价金属,因矿石来源和冶炼工艺的不同其化学成分和矿物组成十分复杂,尚未得到很好的资源化利用。目前我国工业生产的镍渣的利用率较低,大多直接以固体废渣的形式堆存或井下填埋的方式来处理,但这会造成土地、水体的污染。
镍渣中含有SiO2、FeO、Fe2O3等物质可作为辅助胶凝材料加入至水泥体系中充当掺合料。镍渣中玻璃相含量很高,在碱性介质的激发下具有一定的水化活性,镍渣玻璃体表面的Si-O和Al-O键较易断裂,Si-O-Al网络聚合体的聚合度降低,易与溶液生成胶凝产物,使固结体强度提高。镍渣组成的差异使各胶凝组分的水化、硬化特性差异较大,水化活性较低。
在水泥混凝土领域中提高凝胶材料的水化活性的常用方法是加入外加剂,专门用于提高镍渣活性指数的外加剂的研究较少。虽然镍渣本身也具有碱性介质,但含量较低,水化反应较弱,活性难以被激发,本发明利用外加剂水化反应增加碱性强度,从而促使镍渣进行二次激发。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法。
为了解决以上技术问题,本发明提供了一种三乙醇胺、顺丁烯二酸酐与液溴两步合成的外加剂。
本发明还提供一种提高镍渣早期活性指数的外加剂,其制备方法,包括以下步骤:在反应釜中依次加入顺丁烯二酸酐和三乙醇胺,设置反应温度加热至50℃,反应过程中放出大量的热,待其反应放热后反应温度降至60℃时,将三乙醇胺马来酸酯与溴的四氯化碳溶液反应,加入水,其中加入水的质量百分含量为60%,然后把四氯化碳从水中分离除去,搅拌均匀后得到所述外加剂。顺丁烯二酸酐、三乙醇胺、溴的摩尔比为(0.2-1):1:(0.2-1),其中顺丁烯二酸酐:溴的摩尔比=1:1。
本发明制备的外加剂其分子式中引入酯基、羟基、溴基有利于提高水泥的强度,三乙醇胺具有弱碱性,属于碱激发剂,可降低体系表面张力和电位,具有催化作用,能促进矿物溶解,加速钙矾石及水化硅酸钙类物质的形成;三乙醇胺与顺丁烯二酸酐反应后引入了酯基、羟基具有一定空间位阻的烃基链,羟基等极性官能团具有很强的亲水性,能吸附在水泥颗粒表面,促进水化反应的进行,生成大量水化产物,从而改善水泥的致密性,提高水泥强度。酯基易与水泥中的钙离子结合,加快硅酸三钙、硅酸二钙等矿物的水化进程,促进水泥强度。三乙醇胺马来酸酯与溴的加成反应能够去除三乙醇胺马来酸酯中的碳碳双键。
由于本发明采取了以上技术方案,达到了如下技术效果:
本发明制备的外加剂通过酯化反应后得到的三乙醇胺马来酸酯在三乙醇胺的基础上引入了酯基、羟基等极性官能团,能促进矿物溶解,加速钙矾石及水化硅酸钙类物质的形成,随着水化的进行不断生成氢氧化钙,实现激发镍渣水化活性,达到提高镍渣活性指数的作用。本发明制备的外加剂在掺加量为镍渣质量的0.02%时,可提高镍渣7d活性指数22%-29%。
附图说明
图1为镍渣矿物组成的XRD图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达预定目的所采用的技术手段及功效,下面结合实施例和应用案例对本发明作进一步详细说明,但他们不是对本发明的限定。
实施例1:
取1mol三乙醇胺、0.2mol顺丁烯二酸酐加至反应釜中,设置加热温度为50℃,当反应放出大量热量降温至60℃时,将三乙醇胺马来酸酯与0.2mol溴的四氯化碳溶液反应,加入水(水的质量百分含量为60%)后把四氯化碳从水中分离,搅拌均匀即可。
实施例2:
取1mol三乙醇胺、0.4mol顺丁烯二酸酐加至反应釜中,设置加热温度为50℃,当反应放出大量热量降温至60℃时,将三乙醇胺马来酸酯与0.4mol溴的四氯化碳溶液反应,加入水(水的质量百分含量为60%)后把四氯化碳从水中分离,搅拌均匀即可。
实施例3:
取1mol三乙醇胺、0.6mol顺丁烯二酸酐加至反应釜中,设置加热温度为50℃,当反应放出大量热量降温至60℃时,将三乙醇胺马来酸酯与0.6mol溴的四氯化碳溶液反应,加入水(水的质量百分含量为60%)后把四氯化碳从水中分离,搅拌均匀即可。
实施例4:
取1mol三乙醇胺、0.8mol顺丁烯二酸酐加至反应釜中,设置加热温度为50℃,当反应放出大量热量降温至60℃时,将三乙醇胺马来酸酯与0.8mol溴的四氯化碳溶液反应,加入总体系60%的水后把四氯化碳从水中分离,搅拌均匀即可。
实施例5:
取1mol三乙醇胺、1mol顺丁烯二酸酐加至反应釜中,设置加热温度为50℃,当反应放出大量热量降温至60℃时,将三乙醇胺马来酸酯与1mol溴的四氯化碳溶液反应,加入水(水的质量百分含量为60%)后把四氯化碳从水中分离,搅拌均匀即可。
实施例6:
应用选用的镍渣矿物组成如表1所示。为了测定本发明的效果,制备镍渣水泥基,并分别加入实施例1、2、3、4和5中制备的外加剂,根据水泥胶砂强度测试的国家标准以及GB/T 12957-2005《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》,镍渣掺量为水泥熟料质量的30%,本发明制备的外加剂掺量为镍渣质量的0.02%,标准养护7天测试强度并计算其活性指数。所得结果如表1所示。
应用选用的镍渣矿物组成如图1所示。矿渣活性指数所得结果如表1所示。
表1本发明制备的外加剂对镍渣活性指数的影响结果(wt%)
从表1可以看出,实施例1、2、3、4、5制备的外加剂都提高了镍渣7d活性指数,提高幅度最高可达29%,三乙醇胺马来酸酯对镍渣活性指数在早期影响明显,有效激发了镍渣的水化活性。

Claims (4)

1.一种提高镍渣早期活性指数的外加剂的制备方法,包括以下步骤:在反应釜中依次加入顺丁烯二酸酐和三乙醇胺,设置反应温度加热至50℃,反应过程中放出大量的热,待其反应放热后反应温度降至60℃时,将三乙醇胺马来酸酯与溴的四氯化碳溶液反应,加入水,其中加入水的质量百分含量为60%,然后把四氯化碳从水中分离除去,搅拌均匀后得到所述外加剂;顺丁烯二酸酐、三乙醇胺、溴的摩尔比为(0.2-1):1:(0.2-1),其中顺丁烯二酸酐:溴的摩尔比=1:1。
2.按照权利要求1所述的制备方法,其特征在于,顺丁烯二酸酐、三乙醇胺、溴的摩尔比为0.8:1:0.8。
3.按照权利要求1或2所述的方法制备得到的外加剂。
4.按照权利要求1或2所述的方法制备得到的外加剂的应用,用于提高镍渣早期活性指数。
CN201910416728.5A 2019-05-17 2019-05-17 一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法 Active CN110204451B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910416728.5A CN110204451B (zh) 2019-05-17 2019-05-17 一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法
US16/814,262 US11142481B2 (en) 2019-05-17 2020-03-10 Additive for increasing early activity index of nickel slag and preparation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910416728.5A CN110204451B (zh) 2019-05-17 2019-05-17 一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110204451A true CN110204451A (zh) 2019-09-06
CN110204451B CN110204451B (zh) 2022-01-07

Family

ID=67787771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910416728.5A Active CN110204451B (zh) 2019-05-17 2019-05-17 一种提高镍渣早期活性指数的外加剂及其制备方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11142481B2 (zh)
CN (1) CN110204451B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112919832B (zh) * 2021-04-01 2023-06-02 安徽马钢嘉华新型建材有限公司 一种钢渣的改性助磨早强剂及其制备方法、应用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104230198A (zh) * 2014-09-12 2014-12-24 北京工业大学 一种提高风冷矿渣活性指数的外加剂及其制备方法
CN104311435A (zh) * 2014-09-12 2015-01-28 北京工业大学 一种多元醇胺酯、合成方法及其应用
CN107286028A (zh) * 2017-06-14 2017-10-24 武汉理工大学 改性三乙醇胺的制备方法
CN108003305A (zh) * 2018-01-25 2018-05-08 北京砼帮汇科技有限公司 一种聚羧酸减水剂的合成方法
CN109574524A (zh) * 2018-09-28 2019-04-05 北京工业大学 一种提高钢渣早期水化活性的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100404456C (zh) * 2006-11-21 2008-07-23 武汉理工大学 一种矿渣复合活化助磨剂及其制备方法
CN108191286B (zh) * 2018-03-02 2021-05-14 盐城工学院 一种镍渣助磨活化剂及制备、应用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104230198A (zh) * 2014-09-12 2014-12-24 北京工业大学 一种提高风冷矿渣活性指数的外加剂及其制备方法
CN104311435A (zh) * 2014-09-12 2015-01-28 北京工业大学 一种多元醇胺酯、合成方法及其应用
CN107286028A (zh) * 2017-06-14 2017-10-24 武汉理工大学 改性三乙醇胺的制备方法
CN108003305A (zh) * 2018-01-25 2018-05-08 北京砼帮汇科技有限公司 一种聚羧酸减水剂的合成方法
CN109574524A (zh) * 2018-09-28 2019-04-05 北京工业大学 一种提高钢渣早期水化活性的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200361822A1 (en) 2020-11-19
CN110204451B (zh) 2022-01-07
US11142481B2 (en) 2021-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101927524B (zh) 一种用转炉钢渣泥生产免烧矿渣砖的方法
CN102093004A (zh) 一种复合型尾矿免烧免蒸砌块砖及制备方法
CN110304851A (zh) 一种含有精炼渣的全固废胶凝材料及其制备方法
CN107188442B (zh) 一种工业废弃物基地质聚合物及其制备方法
CN102757211A (zh) 一种利用特制矿渣和尾料钢渣生产的加气混凝土砌块及其生产方法
CN101172788A (zh) 一种利用钢渣球磨尾泥生产钢渣矿渣水泥的方法
CN102010215A (zh) 以废弃镁碳砖为原料的中间包干式振动料及其制备方法
CN108383471A (zh) 利用含水赤泥协同高炉矿渣制备注浆材料的方法
CN101555531B (zh) 利用转炉钢渣的余热对钢渣进行活化改性的方法
CN107324679B (zh) 一种钢铁渣粉早期活性促进剂及其制备方法和应用
CN103539417B (zh) 一种利用铁尾矿、钢渣制蒸压砖的方法
CN112811858B (zh) 一种全固废泡沫混凝土及其制备方法
CN103265263A (zh) 一种硫氧镁水泥及其制备方法
CN102531509A (zh) 磷石膏基复合胶凝材料及其促凝剂
CN105384377A (zh) 一种基于复合聚合絮凝剂的速凝剂辅料及其制备方法
CN106278102B (zh) 一种利用镍渣进行石膏增韧的方法及其制品
CN105622023B (zh) 一种利用炉渣的淤泥固化剂
CN104909634A (zh) 一种大掺量钢渣粉制备的蒸压砖及其制备方法
CN101462853A (zh) 一种废气养护工业废渣免烧砖及其制备方法
CN101798198A (zh) 一种聚羧酸水泥活化助磨增强剂及其制备方法
CN106277881A (zh) 一种复合矿物掺和料
CN113087420A (zh) 一种炉前改性钢渣及其制备方法
CN115819048B (zh) 陈化钢渣骨料仿大理石基材及其制备方法
CN105110660A (zh) 一种还原气氛下熔融钢渣还原调质处理方法
CN110078449A (zh) 一种利用冲洗碎石和机制砂产生的淤泥制备的免烧砖及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant