CN1115310C - 一种高效湿法水泥生料浆稀释剂 - Google Patents

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Abstract

一种高效稀释剂在湿法水泥生产中的应用，属于湿法水泥生产领域，即将从以草为原料的制浆造纸的“黑液”中用酸法提取之硫酸盐(或碱)木质素，经磺化改性后、其溶解度及活性大大增加，可直接用作湿法或半干法水泥生产中生料浆的稀释剂。与已有技术相比，由于此添加剂的加入，可减少用水量30%以上，既可消除造纸“黑液”对环境的污染，变废为宝，又可使湿法水泥生产降低能耗，有显著节能效果。

Description

一种高效稀释剂在湿法水泥生产中的应用
本发明涉及湿法水泥生产领域，是在湿法水泥生产中添加一种高效节能材料，即将从以草为原料制浆造纸的“黑液”中用酸法提取之硫酸盐(或碱)木质素经磺化改性后用作湿法水泥生料浆的稀释剂，使其节能降耗。
制浆造纸按原料不同主要有两类方法：
<一>、以木材为原料的亚硫酸法工艺路线，可副产木质素磺酸盐，又称磺化木质素，是工业上用途广泛的表面活性剂，如染料分散剂，混凝土减水剂等。普遍认为磺化木质素大分子结构中于苯环侧链的碳原子上连接有-SO3 -基团，它的水溶性好，不受溶液pH影响。<二>、以草本植物为原料的硫酸盐法(或碱法)等工艺，其原料有麦草、龙须草、芦苇、甘蔗渣等，从该法生产中产生内的黑液中，可用酸法等手段提取粗木质素(其中还包含有多糖等，成分极为复杂)，称为硫酸盐(或碱)木质素，它仅溶于pH＞7的碱性溶液。由于硫酸盐木质素溶解度低，活性差，故工业上使用少，从而也制约了造纸“黑液”的治理，成为众所周知的公害。
针对已有技术中硫酸盐木质素溶解度低，活性差而在工业上使用受限制，致使造纸“黑液”难于治理而成为公害的问题，本发明的目的在于：将一种高效稀释剂用于湿法水泥生产。即将溶解度较低的硫酸盐(或碱)木质素磺化改性，使其在木质素大分子中引入磺酸基团，改善其溶解度和表面活性，再将磺化改性后的硫酸盐木质素用作湿法或半干法水泥生料浆的稀释剂，它有很好的减水效果和助磨作用，是湿法水泥生产中有效的节能材料，并有使造纸黑液变废为宝，促进治理，保护环境和节能降耗的意义。
本发明这样实现：采用硫酸盐(或碱)木质素磺化改性或以此类改性物为主的复合物或天然有机高分子化合物和主要由天然有机高分子化合物构成的物质经磺化改性，或其复配物，均可用作湿法、半干法水泥生料浆的稀释剂。硫酸盐木质素的磺化改性有常压法和加压法两种，经红外分析表明，采用常压法改性的木质素，-SO3 -基团主要是连接在苯环上；而加压磺化时，由于反应温度高，-SO3 -基团主要连接在苯环的侧链上。
常压磺化时，反应温度低，在50-100℃之间，以甲醛为活化剂，使硫酸盐木质素和NaSO3反应1小时以上，即得常压磺化改性木质素；加压时，不使用活化剂，可在0.65MPa左右的压力下，170℃左右的温度条件下，使硫酸盐木质素和NaSO3在反应釜内直接反应3小时即可，得到加压磺化改性木质素。以上两种方法获得的磺化改性木质素溶液无需作其它处理便可直接用作湿法水泥生料浆稀释剂。
按国际GB 8077-87“混凝土外加剂匀质性试验方法”测试生料浆在添加上述稀释剂前后流动度的变化，根据图1所示(流动度-加水量)曲线，读出生料浆添加稀释剂后其流动度所对应的是理论加水量，该量与生料浆实际含水量之差即为减水量，由此测定见水率。用作比较标准的料浆含水量越高，则相应的减水量增加，反之则减少，减水率与料浆起始含水量有关。
实验证明，天然有机化合物，天然有机高分子化合物构成的物质，经磺化改性后，或经磺化后再改性的化合物，对湿法、半干法水泥生料浆都有减水作用，都可以作为它们的稀释剂。
本发明使用方法简单，所得磺化改性木质素，无需作其他处理，便可直接在水泥生产中加入原料内粉磨制浆，与已有技术相比，由于此添加剂的加入，可减少用水量30％以上，既可消除造纸黑液对环境的污染，变废为宝，又可使湿法水泥生产达到显著的节能降耗效果。
附图说明：图1为生料浆流动度-加水量曲线
实施例一、
取市售硫酸盐粗木素7.16g和无水NaSO310.4g，溶于50mlNaOH溶液中，再加入37％的甲醛水溶液2.4ml，于60℃反应2小时，所得反应液即为常压磺化改性木质素，可用作水泥生料浆稀释剂。
用水105ml，生料干粉300g和2.5g上述磺化改性后的木质素样品在净料搅拌机中搅拌3分钟后，测其流动度，所得流动度相当于171ml的料浆的流动度，故减水量为66g，故对生料粉减水率为38.6％(对水)。
实施例二、
取硫酸盐粗木质素28.6g，NaSO341.6g，NaOH4g和800ml去离子水，于压力釜中搅拌溶解后，密闭加热升温于170℃反应4小时，得加压磺化改性木质素。
同实施例一测其流动度，对100g生料粉减水量达21g减水率37.5％(对水)。

Claims (1)

1.一种高效稀释剂在湿法水泥生产中的应用，其特征在于：将磺化改性硫酸盐木质素或碱木素，直接用作湿法水泥工艺中生料浆的稀释剂，在保证料浆流动度不变的前提下，其减水率可达30％以上。
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