CN111892325A - 一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法 - Google Patents

一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111892325A
CN111892325A CN202010790266.6A CN202010790266A CN111892325A CN 111892325 A CN111892325 A CN 111892325A CN 202010790266 A CN202010790266 A CN 202010790266A CN 111892325 A CN111892325 A CN 111892325A
Authority
CN
China
Prior art keywords
balls
weight
grinding
dechlorination
slurry
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
CN202010790266.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111892325B (zh
Inventor
杨进
曾景义
付泽康
贺行洋
苏英
郑正旗
张芸宁
王福龙
谭洪波
黄中辉
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.)
Hubei University of Technology
Original Assignee
Hubei 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 Hubei University of Technology filed Critical Hubei University of Technology
Priority to CN202010790266.6A priority Critical patent/CN111892325B/zh
Publication of CN111892325A publication Critical patent/CN111892325A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111892325B publication Critical patent/CN111892325B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明公开了一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，包括：(1)取30重量份碱渣与7.5～70重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm、固含量为30％～40％的悬浊液；(2)将悬浊液、离子促溶剂和研磨介质混合，置于湿磨机研磨，得中值粒径为2μm～5μm的浆料；(3)对步骤(2)所得浆料进行固液分离，抽走上层清液，得脱氯碱渣浆料；(4)加水使脱氯碱渣浆料的固含量达20％～25％，之后与分散剂、聚丙烯酸酯塑化剂、研磨介质混合，置于湿磨机研磨，得中值粒径小于100nm的纳米碱渣。本发明方法工艺简单，耗水量小，除氯效率高，所制备的纳米碱渣早强剂，分散效果良好。

Description

一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料外加剂技术领域，特别涉及一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法。
背景技术
纳米材料具有极小的尺寸、极大的比表面积和极高的表面能，其颗粒尺寸在1nm～100nm之间。将纳米材料(如纳米SiO2、CaCO3等)加入水泥基胶凝材料中，因其优良的填充效应、表面效应和晶核效应，可填充水泥颗粒之间的空隙，降低水泥浆体的孔隙率，从而提高密实程度。纳米材料还可为水泥水化产物提供晶核，促进水泥的水化。纳米材料在水泥基胶凝材料中有着广泛的应用，也是未来建材发展的一大趋势。
目前纳米材料的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法等，但都普遍存在原材料昂贵、成本高以及效率低等问题。公开号为CN1974398A的中国专利公开了一种硅溶胶改性纳米CaCO3复合粒子的制备方法，该方法将一定固含量的纳米CaCO3水悬浮液与硅溶胶混合，经超声波分散处理后，升高温度，继续强力搅拌，将具有较强表面活性的小粒径纳米硅溶胶通过溶胶凝胶法部分脱水缩合，沉积在纳米碳酸钙的表面上，制备出尺寸大小为40nm～60nm的高表面活性的纳米CaCO3复合粒子。
公开号为CN102267707A的中国专利公开了一种沉淀法制备碳酸锂纳米颗粒的方法，该方法采用微结构反应器，在20℃～60℃温度下，将氢氧化锂溶解于乙醇水溶液与二氧化碳反应，之后进行气液分离，对固相进行纯水洗涤、干燥及研磨，得到纳米碳酸锂。
公开号为CN103450474A的中国专利公开了一种利用微乳液法制备纳米材料的方法，该方法将预制纳米材料的单体微乳液、预制引发剂微乳液、预制聚合物纳米乳液在相应的聚合温度下混合搅拌，之后再蒸馏、洗涤、抽滤及干燥处理得到聚合物纳米材料。
目前纳米材料的制备方法普遍以化学合成为主，难以在建筑行业中大规模应用，因此寻找一种低成本高产率的纳米晶核制备工艺十分有必要。
纯碱(Na2CO3)是一种基础化工原料，广泛用于建筑、农业和化工等领域。在我国现有制碱工艺中氨碱法制碱占有着较大比重，然而氨碱法制碱过程中将排放大量碱渣，碱渣的年排放量高达350万吨，极大的制约氨碱法制碱工艺的发展。碱渣组成成分有碳酸钙、氯化钙、硫酸钙、氧化钙、氢氧化钙和氯化钠等。其结构松散，表面粗糙，孔隙较多且大，颗粒成云层状或聚集成云团粒，有着较高的pH、较大的氯含量以较强的吸湿性，因此难以有效处理和消纳，这导致了碱渣的大量堆放，其有害成分还可随雨水渗透到地下，不仅占用大量土地面积，同时对地表环境和水体造成严重的污染。
目前，碱渣的处理主要包括：将其应用于化工领域，用来制备化工产品，例如用作脱硫剂或回收碳酸钙等；将其应用于农业领域，用来制备钙镁多元复肥料、土壤改良剂等；将其用于建材领域，用来烧制碱渣水泥，制备碱渣砖和固化土等。但上述应用都因碱渣有较高氯离子含量而受到一定限制。例如将其用作脱硫剂时，较高的氯离子含量会腐蚀仪器设备。用于建筑材料时，会腐蚀钢筋，发生泛霜现象并对建筑材料的耐久性能、机械性能等产生负面影响。作为钙镁多元复肥料，较高的氯离子含量侵蚀土壤且不利于农作物生长。
碱渣的处理与消纳是一项难题，其症结在于碱渣中较高的氯离子含量(达8～15％)。因此，寻找一种消纳碱渣并有效除氯的方法十分有意义。公开号CN1219512A的中国专利公开了一种除去盐碱泥渣中氯离子的方法，该方法用废碱渣质量13～50倍的城市污水作为处理剂，用来吸收碱渣中氯离子；再经静置沉降过滤，可除去92％以上氯离子。但污水的沉淀同时也为碱渣引入新的有害杂质，且耗水量大，除氯耗时长，效率低。公开号CN105032903A的中国专利也公开了一种去除废碱渣中氯离子的方法，该方法将废碱渣与磁性物质混合均匀，添加废碱渣质量3～6倍的水，充分搅拌，在静磁场作用下进行水洗脱氯。该方法同样存在耗水量大，效率低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，该制备方法成本低廉，工艺简单，所制备早强剂可显著改善水泥早强性能。
本发明提供的一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，包括：
(1)取30重量份碱渣与7.5～70重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm、固含量为30％～40％的悬浊液；
(2)将悬浊液、离子促溶剂和研磨介质混合，置于湿磨机中以300rps～400rps转速研磨5min～15min，得中值粒径为2μm～5μm的浆料；其中，离子促溶剂用量为碱渣中固体量的4‰～6‰；
(3)对步骤(2)所得浆料进行固液分离，抽走上层清液，得脱氯碱渣浆料；
(4)加水使脱氯碱渣浆料的固含量达20％～25％，之后与分散剂、聚丙烯酸酯塑化剂、研磨介质混合，置于湿磨机以300rps～400rps转速研磨2.5h～3.5h，得中值粒径小于100nm的纳米碱渣；其中，分散剂用量为碱渣中固体量的0.5‰～1.5‰，聚丙烯酸酯塑化剂用量为碱渣中固体量的0.5‰～1.5‰。
本发明所制备纳米碱渣主要成分为纳米碳酸钙，并含有一定量的纳米硫酸钙。
作为本发明主要原材料的碱渣，其为湿排固废，也就是说其是由干碱渣和水构成。由于所添加的离子促溶剂、分散剂、聚丙烯酸酯塑化剂，均主要作用于固体颗粒表面，所以均以步骤(1)中所采用碱渣中的干碱渣重量来计算用量，本发明将碱渣中干碱渣重量记为“碱渣中固体量”。
作为优选，步骤(1)所采用碱渣固含量大于50％，且其中碳酸钙含量优选大于40％，硫酸钙含量优选大于10％，氯化钙含量优选大于10％，二氧化硅含量优选大于8％，氯化钠含量优选大于3％。
作为优选，步骤(2)中，离子促溶剂由三乙醇胺与丙二醇按(1～2)：1的重量比混合组成。
进一步的，步骤(2)中所加入研磨介质为300～400重量份，可以采用玛瑙球和/或氧化锆球，优选采用玛瑙球。进一步的优选为：研磨介质包括球径为2mm～3mm的玛瑙小球、球径为3mm～5mm的玛瑙中球、以及球径为5mm～7mm的玛瑙大球，其中，玛瑙小球、玛瑙中球、玛瑙大球的重量份分别为40％～60％、20％～30％、20％～30％。
作为优选，步骤(4)中，分散剂由聚丙烯酸钠与木质素磺酸钠以(3～4)：1的重量比混合组成。进一步的，步骤(4)中所加入研磨介质为300～400重量份，可以采用玛瑙球和/或氧化锆球，优选采用氧化锆球。进一步的优选为：研磨介质包括球径为0.5mm～1.0mm的氧化锆小球、球径为1.0mm～1.5mm的氧化锆中球、以及球径为1.5mm～2.0mm的氧化锆大球，其中，氧化锆小球、氧化锆中球、氧化锆大球的质量分数分别为50％～80％、10％～25％、10％～25％。
为了防止残留的浆料腐蚀湿磨机及管道，在步骤(2)中研磨结束后，取20～40重量份水加入湿磨机中进行研磨清洗，以对湿磨机和研磨介质进行清洗；为避免浪费，将研磨清洗后的溶液加入到步骤(2)所得浆料中，之后对该加入溶液的浆料进行固液分离。
本发明以工业湿排固废碱渣为原料，利用湿法研磨技术手段对碱渣进行除氯与细化，制备出纳米碱渣晶核。根据现有研究已知，碱渣的组成和结构包括：①以纳米级碳酸钙为骨架；②通过搭结、联接形成多孔团聚体碳酸钙颗粒，该碳酸钙颗粒粒径约2μm～5μm；以及③团聚体碳酸钙颗粒之间、二水硫酸钙颗粒与团聚体碳酸钙颗粒之间，通过进一步搭接聚合形成的聚集体，该聚集体粒径约5μm～15μm。碱渣有着复杂的孔隙结构，同时氯离子也分散在各孔隙之间。据报道，在纳米碳酸钙团聚体内部的纳米级孔隙中，约含6～8％的氯离子；在纳米碳酸钙团聚体、以及二水硫酸钙颗粒与团聚体碳酸钙颗粒之间的亚微米孔隙中，约含16～24％氯离子；在聚集体与聚集体之间的微米孔隙中约含68～78％氯离子。在本发明湿法研磨过程中，在研磨细化的同时，可破坏碱渣原有的孔隙结构，并在研磨介质的不断冲击下，颗粒重新排列组合，使氯离子得以脱离孔隙并溶出。
在步骤(2)中，湿磨机在高速旋转过程中产生的内高剪切、冲击应力可破坏碱渣中的微米以及亚微米孔隙，使得聚集的碱渣颗粒分散成2μm～5μm的团聚体颗粒，聚集体之间约含68％～78％氯离子以及团聚体颗粒之间约含16％～24％氯离子得以溶出，碳酸钙团聚体内部的纳米级孔隙中残留的6％～8％氯离子部分溶出，氯离子溶出率可达95％以上，极大增强了除氯率，以及减少了除氯的时间与用水量。
在步骤(5)中，对浆料继续研磨，加入分散剂防止团聚，加入塑化剂保持研磨过程中浆料良好的流变性，最终制得纳米碱渣。
所制得纳米碱渣的主要成分为纳米碳酸钙及纳米硫酸钙。由现有研究可知，纳米碳酸钙可参与水泥水化反应，生成低碳型水化碳铝酸钙提高混凝土早期强度，其原理反应为：CaCO3+12H2O+3CaO·A12O3→3CaO·A12O3·CaCO3·12H2O。同时还可提高氯酸三钙(C3A)与石膏反应生成钙矾石的速率。纳米碳酸钙以其表面效应，可以作为同样是纳米尺度的水化硅酸钙(C-S-H)生长的晶核，诱导C-S-H在纳米碳酸钙颗粒表面结合与生长，促进了水泥水化。纳米碳酸钙以及以纳米碳酸钙为晶核的水化产物也起到了纳米填充效应，改善了水泥微观结构。
和现有技术相比，本发明具有如下特点和有益效果：
(1)以氨碱法制碱产生的有害固废碱渣为原材料，节约了成本的同时还消纳了固废。
(2)本发明采用分步湿磨，第一次湿磨时，利用湿磨机特有的应力与温度，使氯离子得以在研磨介质的机械力作用下，从碱渣复杂的孔隙中溶出；仅使用碱渣质量2～3倍的水，在5～15分钟的时间内，即可溶出95％以上的氯离子；不仅节约了用水量，还显著提高了除氯效率。
(3)本发明所制备的纳米碱渣作为早强剂，可有效提高水泥的早期性能，降低孔隙率，使混凝土结构更加密实。
(4)本发明方法工艺简单，耗水量小，除氯效率高，所制备的纳米碱渣早强剂，分散效果良好。
附图说明
图1为本发明湿磨工艺制备纳米碱渣无机盐早强剂的机理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将进一步提供本发明的具体实施方式及实施例。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将提供本发明湿磨制备除氯纳米碱渣无机盐早强剂的具体实施方式，具体步骤如下：
(1)取30重量份碱渣与7.5～70重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm、固含量为30％～40％的悬浊液，以去除碱渣中的石英等杂质。
本步骤所采用碱渣固含量优选大于50％，且其中碳酸钙含量优选大于40％，硫酸钙含量优选大于10％，氯化钙含量优选大于10％，二氧化硅含量优选大于8％，氯化钠含量优选大于3％。
(2)将步骤(1)所得悬浊液、离子促溶剂和研磨介质混合，置于湿磨机中以300rps～400rps转速进行研磨5min～15min，之后经筛分得中值粒径为2μm～5μm的浆料；其中，离子促溶剂用量为碱渣中固体量的4‰～6‰。
本步骤中离子促溶剂可采用三乙醇胺、丙二醇、苯甲酸钠、水杨酸钠、聚乙二醇中的一种或多种，但优选为由三乙醇胺与丙二醇按(1-2)：1的重量比混合组成，采用混合离子促溶剂在浆料筛分时，筛分率更高，且泵送时也不易堵塞管道效果更好。
研磨介质为300～400重量份，可以采用玛瑙球和/或氧化锆球，优选采用玛瑙球。本具体实施方式中，研磨介质包括球径为2mm～3mm的玛瑙小球、球径为3mm～5mm的玛瑙中球、以及球径为5mm～7mm的玛瑙大球，其中，玛瑙小球、玛瑙中球、玛瑙大球的重量份分别为200重量份、100重量份、100重量份。
(3)对步骤(2)所得浆料进行固液分离，抽走上层清液，得脱氯碱渣浆料。固液分离为常规技术，可采用重力沉降法或离心沉降法，但不限于这两种方法。
(4)对脱氯碱渣浆料加水使脱氯碱渣浆料的固含量达20％～25％，之后与分散剂、聚丙烯酸酯塑化剂、研磨介质混合，置于湿磨机以300rps～400rps转速研磨2.5～3.5小时，直至得中值粒径小于100nm的纳米碱渣；其中，分散剂用量为碱渣中固体量的0.5‰～1.5‰，聚丙烯酸酯塑化剂用量为碱渣中固体量的0.5‰～1.5‰。
本步骤中，分散剂可采用采用聚丙烯酸钠、木质素磺酸钠、聚羧酸系减水剂、萘磺酸盐、脂肪酸类分散剂、聚丙烯酰胺中的一种或多种，但优选为由聚丙烯酸钠与木质素磺酸钠以(3～4)：1的重量比混合组成。采用混合分散剂在浆料筛分时，筛分率更高，且泵送时也不易堵塞管道。
本步骤中，研磨介质为300～400重量份，可以采用玛瑙球和/或氧化锆球，优选采用氧化锆球。本具体实施方式中，研磨介质包括球径为0.5mm～1.0mm的氧化锆小球、球径为1.0mm～1.5mm的氧化锆中球、以及球径为1.5mm～2.0mm的氧化锆大球，其中，氧化锆小球、氧化锆中球、氧化锆大球的质量分数分别为50％～80％、10％～25％、10％～25％。
为了防止残留的浆料腐蚀湿磨机及管道，在步骤(2)中研磨结束后，取20～40重量份水加入湿磨机中研磨清洗5min～10min，可对湿磨机和研磨介质进行清洗。又为了提高浆料中碱渣固含量，使得分离出更多的氯离子，将研磨清洗筛分后的溶液加入到步骤(2)所得浆料中，之后对该加入溶液的浆料进行固液分离。
图1所示为本发明湿磨工艺的机理图。如图所示，第一次湿磨以除氯为主，通过湿磨工艺可冲散聚集体，细化碳酸钙团聚体，从而使微米级孔隙和亚微米级孔隙内的氯离子以及少量纳米级孔隙内的氯离子溶出。第二次湿磨以研磨细化制备纳米碳酸钙晶核为主，在研磨介质的冲击下，原有碳酸钙团聚体中的纳米级碳酸钙骨架被冲散，并不断细化；同时二水硫酸钙也被研磨细化。将所制备的纳米碳酸钙加入水泥中，可以作为C-S-H生长的晶核，诱导C-S-H生长，促进水泥水化，同时水化产物也起到了填充作用，改善了水泥微观结构。
下面将继续提供本发明的实施例及对比例，下述实施例及对比例中湿磨机均采用立式星型球磨机。
实施例1
本实施例具体步骤如下：
(1)取30重量份固含量为90％的碱渣与64.5重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm的悬浊液，悬浊液固含量为30％。
(2)将悬浊液、0.135重量份离子促溶剂和400重量份玛瑙球混合，置于湿磨机中以300rps～400rps转速研磨8min，之后经筛分得中值粒径达到5μm的除氯碱渣浆料；其中，离子促溶剂由三乙醇胺与丙二醇按2：1的重量比混合组成；玛瑙球由200重量份球径为2mm～3mm的玛瑙小球、100重量份球径为3mm～5mm的玛瑙中球、以及100重量份球径为5mm～7mm的玛瑙大球组成。
(3)取30重量份水加入湿磨机中研磨5min。
(4)将步骤(3)中湿磨机内溶液排入步骤(2)所得浆料中，经充分搅拌，静置至固液分离，抽出上层清液，制得脱氯碱渣浆料；
(5)将步骤(4)所得脱氯碱渣浆料加适量水，使浆料的固含量达25％，之后将浆料与400重量份氧化锆球、0.027重量份分散剂和0.027重量份聚丙烯酸酯塑化剂混合，置于湿磨机中以400rps的转速研磨3h，制得中值粒径为96nm的纳米碱渣。其中，分散剂由聚丙烯酸钠与木质素磺酸钠以4:1的重量比混合组成；氧化锆球由球径为0.5mm～1.0mm的氧化锆小球、球径为1.0mm～1.5mm的氧化锆中球、以及球径为1.5mm～2.0mm的氧化锆大球组成，氧化锆小球、氧化锆中球、氧化锆大球的质量分数分别为50％、25％、25％。
取纳米碱渣，将其以外掺方式掺入P.O 52.5水泥中，掺量为水泥质量的1％(以固含量计算)，并以0.35的水胶比拌和成型。参考标准GB8076-2008对拌合物进行力学性能测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护12h、1d和3d，测得水泥石强度，见表1。
实施例2
本实施例具体步骤如下：
(1)取30重量份固含量为70％的碱渣与64.5重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm的悬浊液，悬浊液固含量为40％。
(2)将悬浊液、0.105重量份离子促溶剂和400重量份玛瑙球混合，置于湿磨机中以300rps～400rps转速研磨9min，之后经筛分得中值粒径达到5μm的除氯碱渣浆料；其中，离子促溶剂由三乙醇胺与丙二醇按1.5：1的重量比混合组成；玛瑙球由200重量份球径为2mm～3mm的玛瑙小球、100重量份球径为3mm～5mm的玛瑙中球、以及100重量份球径为5mm～7mm的玛瑙大球组成。
(3)取30重量份水加入湿磨机中研磨5min。
(4)将步骤(3)中湿磨机内溶液排入步骤(2)所得浆料中，经充分搅拌，静置至固液分离，抽出上层清液，制得脱氯碱渣浆料；
(5)将步骤(4)所得脱氯碱渣浆料加适量水，使浆料的固含量达22.5％，之后将浆料与400重量份氧化锆球、0.021重量份分散剂和0.021重量份聚丙烯酸酯塑化剂混合，置于湿磨机中以400rps的转速研磨3h，制得中值粒径为79nm的纳米碱渣。其中，分散剂由聚丙烯酸钠与木质素磺酸钠以4:1的重量比混合组成；氧化锆球由球径为0.5mm～1.0mm的氧化锆小球、球径为1.0mm～1.5mm的氧化锆中球、以及球径为1.5mm～2.0mm的氧化锆大球组成，氧化锆小球、氧化锆中球、氧化锆大球的质量分数分别为70％、15％、15％。
取纳米碱渣，将其以外掺方式掺入P.O 52.5水泥中，掺量为水泥质量的3％(以固含量计算)，并以0.35的水胶比拌和成型。参考标准GB8076-2008对拌合物进行力学性能测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护12h、1d和3d，测得水泥石强度，见表1。
实施例3
本实施例具体步骤如下：
(1)取30重量份固含量为50％的碱渣与64.5重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm的悬浊液，悬浊液固含量为30％。
(2)将悬浊液、0.075重量份离子促溶剂和400重量份玛瑙球混合，置于湿磨机中以300rps～400rps转速研磨10min，之后经筛分得中值粒径达到5μm的除氯碱渣浆料；其中，离子促溶剂由三乙醇胺与丙二醇按1：1的重量比混合组成；玛瑙球由200重量份球径为2mm～3mm的玛瑙小球、100重量份球径为3mm～5mm的玛瑙中球、以及100重量份球径为5mm～7mm的玛瑙大球组成。
(3)取30重量份水加入湿磨机中研磨5min。
(4)将步骤(3)中湿磨机内溶液排入步骤(2)所得浆料中，经充分搅拌，静置至固液分离，抽出上层清液，制得脱氯碱渣浆料；
(5)将步骤(4)所得脱氯碱渣浆料加适量水，使浆料的固含量达20％，之后将浆料与400重量份氧化锆球、0.015重量份分散剂和0.015重量份聚丙烯酸酯塑化剂混合，置于湿磨机中以400rps的转速研磨3h，制得中值粒径为88nm的纳米碱渣。其中，分散剂由聚丙烯酸钠与木质素磺酸钠以4:1的重量比混合组成；氧化锆球由球径为0.5mm～1.0mm的氧化锆小球、球径为1.0mm～1.5mm的氧化锆中球、以及球径为1.5mm～2.0mm的氧化锆大球组成，氧化锆小球、氧化锆中球、氧化锆大球的质量分数分别为90％、10％、10％。
取0.4g步骤(2)所制浆料与159.6g水混合搅拌均匀，使混合后浆料温度和环境温度均保持20±2℃，用电导仪测混合后浆料的电导率，为20.16mS/cm，见表2所示。
取纳米碱渣，将其以外掺方式掺入P.O 52.5水泥中，掺量为水泥质量的5％(以固含量计算)，并以0.35的水胶比拌和成型。参考标准GB8076-2008对拌合物进行力学性能测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护12h、1d和3d，测得水泥石强度，见表1。
比较例1
比较例1为不外加纳米碱渣的P.O 52.5水泥空白组，以0.35的水胶比拌和成型，参考标准GB8076-2008对拌合物进行力学性能测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护12h、1d和3d，测得水泥石强度，见表1。
比较例2
将未采用本发明方法处理的碱渣，以外掺方式掺入P.O 52.5水泥中，掺量为水泥质量的5％(以固含量计算)，并以0.35的水胶比拌和成型。参考标准GB8076-2008对拌合物进行力学性能测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护12h、1d和3d，测得水泥石强度，见表1。
比较例3
将除氯碱渣浆料(即步骤(2)所制得浆料)以外掺方式掺入P.O 52.5水泥中，掺量为水泥质量的5％(以固含量计算)，并以0.35的水胶比拌和成型。参考标准GB8076-2008对拌合物进行力学性能测试，在湿度大于90％且温度为20±1℃的标养室中养护12h、1d和3d，测得水泥石强度，见表1。
比较例4
本比较例同实施例3的步骤(1)和(2)，但在步骤(2)中的研磨中不加入离子促溶剂，具体步骤如下：
(1)取30重量份固含量为50％的碱渣与64.5重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm的悬浊液，悬浊液固含量为30％。
(2)将悬浊液和400重量份玛瑙球混合，置于湿磨机中研磨10min，之后经筛分得中值粒径达到5μm的除氯碱渣浆料；玛瑙球由200重量份球径为2mm～3mm的玛瑙小球、100重量份球径为3mm～5mm的玛瑙中球、以及100重量份球径为5mm～7mm的玛瑙大球组成。
用电导仪测所得除氯碱渣的电导率，为15.16mS/cm，见表2所示。
比较例5
本比较例同实施例3的步骤(1)和(2)，但在步骤(2)中，将研磨改为搅拌，具体步骤如下：
(1)取30重量份固含量为50％的碱渣与64.5重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm的悬浊液，悬浊液固含量为30％。
(2)将悬浊液和0.125重量份离子促溶剂混合，并进行搅拌10min，以水洗除氯，得除氯碱渣浆料。
用电导仪测得搅拌所得除氯碱渣浆料电导率为7.10mS/cm，见表2所示。
比较例6
本比较例同实施例3的步骤(1)和(2)，但在步骤(2)中，将研磨改为搅拌，且不加入离子促溶剂，具体步骤如下：
(1)取30重量份固含量为50％的碱渣与64.5重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm的悬浊液，悬浊液固含量为30％。
(2)对悬浊液进行搅拌10min，以水洗除氯，得除氯碱渣浆料。
用电导仪测所得除氯碱渣浆料的电导率为4.90mS/cm，如表2所示，。
参见表1，所示为实施例1～3与比较例1～3中所测得水泥石在12h、1d和3d的抗压强度。从表1可以看出，与空白组(比较例1)比较，实施例1～3所制纳米碱渣早强剂，12小时抗压强度可提升2.5～7.7倍，1天抗压强度可提升36％～47％，3天抗压强度可提升11％～23％。与比较例2比较，实施例3所制纳米碱渣早强剂，在12小时、1天强、3天的抗压强度分别提升3.9倍、25％、6％。与比较例3比较，实施例3所制纳米碱渣早强剂，在12小时、1天强、3天的抗压强度分别提升2.88倍、16％、4％。由此可知，经过两次球磨工艺的纳米碱渣，具有更优异的促进水泥早期水化效果。
表1实施例及比较例所得水泥石的抗压强度
Figure BDA0002623518160000101
参见表2，从表2可以看出，和仅研磨不加离子促溶剂的比较例4相比，本发明实施例3所得除氯碱渣的电导率提高了54％；和加离子促溶剂但以搅拌代替研磨的比较例5相比，本发明实施例3所得除氯碱渣的电导率提高了将近1.9倍。实施例3的除氯碱渣浆料电导率明显更高，表明只有研磨和离子促溶剂的组合，才可以更有效地促进氯离子溶出。
表2实施例及比较例所得除氯碱渣浆料的电导率
Figure BDA0002623518160000102
Figure BDA0002623518160000111
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用来限定本发明的实施范围，在本发明的精神和原则范围内，对本发明进行修改、者等同替换、改进等，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是，包括：
（1）取30重量份碱渣与7.5~70重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm、固含量为30%~40%的悬浊液；
（2）将悬浊液、离子促溶剂和研磨介质混合，置于湿磨机中以300rps~400rps转速研磨5min~15min，得中值粒径为2μm~5μm的浆料；其中，离子促溶剂用量为碱渣中固体量的4‰~6‰；
（3）对步骤（2）所得浆料进行固液分离，抽走上层清液，得脱氯碱渣浆料；
（4）加水使脱氯碱渣浆料的固含量达20%~25%，之后与分散剂、聚丙烯酸酯塑化剂、研磨介质混合，置于湿磨机以300rps~400rps转速研磨2.5h~3.5h，得中值粒径小于100nm的纳米碱渣；其中，分散剂用量为碱渣中固体量的0.5‰~1.5‰，聚丙烯酸酯塑化剂用量为碱渣中固体量的0.5‰~1.5‰。
2.如权利要求1所述的湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是：
步骤（1）所采用碱渣固含量大于50%。
3.如权利要求1所述的湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是：
步骤（1）所采用碱渣，其中碳酸钙含量优选大于40%，硫酸钙含量优选大于10%，氯化钙含量优选大于10%，二氧化硅含量优选大于8%，氯化钠含量优选大于3%。
4.如权利要求1所述的湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是：
步骤（2）中，离子促溶剂采用三乙醇胺、丙二醇、苯甲酸钠、水杨酸钠、聚乙二醇中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是：
步骤（2）中，离子促溶剂由三乙醇胺与丙二醇按（1~2）：1的重量比混合组成。
6.如权利要求1所述的湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是：
步骤（2）中所加入研磨介质为300~400重量份，研磨介质包括球径为2mm~3mm的玛瑙小球、球径为3mm~5mm的玛瑙中球、以及球径为5mm~7mm的玛瑙大球，其中，玛瑙小球、玛瑙中球、玛瑙大球的重量份分别为40%~60%、20%~30%、20%~30%。
7.如权利要求1所述的湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是：
步骤（4）中，分散剂采用聚丙烯酸钠、木质素磺酸钠、聚羧酸系减水剂、萘磺酸盐、脂肪酸类分散剂、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是：
步骤（4）中，分散剂由聚丙烯酸钠与木质素磺酸钠以（3~4）：1的重量比混合组成。
9.如权利要求1所述的湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是：
步骤（4）中所加入研磨介质为300~400重量份，研磨介质包括球径为0.5mm~1.0mm的氧化锆小球、球径为1.0 mm~1.5mm的氧化锆中球、以及球径为1.5mm~2.0mm的氧化锆大球，其中，氧化锆小球、氧化锆中球、氧化锆大球的质量分数分别为50%~80%、10%~25%、10%~25%。
10.如权利要求1所述的湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，其特征是：
在步骤（2）中研磨结束后，取20~40重量份水加入湿磨机中进行研磨清洗，研磨清洗后的溶液加入到步骤（2）所得浆料中，之后再对该加入溶液的浆料进行固液分离。
CN202010790266.6A 2020-08-07 2020-08-07 一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法 Active CN111892325B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010790266.6A CN111892325B (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010790266.6A CN111892325B (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111892325A true CN111892325A (zh) 2020-11-06
CN111892325B CN111892325B (zh) 2022-04-01

Family

ID=73246141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010790266.6A Active CN111892325B (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111892325B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112718250A (zh) * 2020-12-15 2021-04-30 湖北工业大学 一种从气化渣中除碳的方法
CN113060970A (zh) * 2021-05-12 2021-07-02 北京金隅水泥节能科技有限公司 一种混凝土保水剂及其制备方法和使用其的混凝土
CN113603425A (zh) * 2021-08-25 2021-11-05 山东百纳混凝土有限公司 一种湿拌砂浆及其制备方法及用途
CN114740143A (zh) * 2022-04-12 2022-07-12 四川大学 一种基于氯化尾渣中氯离子赋存形态的深度脱氯方法及装置
CN114906868A (zh) * 2022-06-02 2022-08-16 湖北工业大学 一种磷石膏高效净化的方法及应用
CN117164327A (zh) * 2023-11-03 2023-12-05 天津杰臻环保技术有限公司 一种利用陆上天然气开采泥浆生产轻骨料混凝土的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150240049A1 (en) * 2012-10-02 2015-08-27 Imerys Talc Europe Method for grinding a particulate inorganic material
CN106433220A (zh) * 2016-08-22 2017-02-22 江西广源化工有限责任公司 一种改性的超细碳酸钙粉体的制备方法及其产物
CN110092625A (zh) * 2019-05-24 2019-08-06 华南理工大学 一种用碱渣制备超细碳酸钙粉配制的水泥混合砂浆
CN110156367A (zh) * 2019-04-17 2019-08-23 湖北工业大学 由工业固废湿磨制备纳米c-s-h凝胶早强剂的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150240049A1 (en) * 2012-10-02 2015-08-27 Imerys Talc Europe Method for grinding a particulate inorganic material
CN106433220A (zh) * 2016-08-22 2017-02-22 江西广源化工有限责任公司 一种改性的超细碳酸钙粉体的制备方法及其产物
CN110156367A (zh) * 2019-04-17 2019-08-23 湖北工业大学 由工业固废湿磨制备纳米c-s-h凝胶早强剂的方法
CN110092625A (zh) * 2019-05-24 2019-08-06 华南理工大学 一种用碱渣制备超细碳酸钙粉配制的水泥混合砂浆

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨医博;普永强;严卫军;郭文瑛;王恒昌: "碱渣的微观结构及氯离子溶出特性", 《华南理工大学学报(自然科学版)》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112718250A (zh) * 2020-12-15 2021-04-30 湖北工业大学 一种从气化渣中除碳的方法
CN112718250B (zh) * 2020-12-15 2022-04-26 湖北工业大学 一种从气化渣中除碳的方法
CN113060970A (zh) * 2021-05-12 2021-07-02 北京金隅水泥节能科技有限公司 一种混凝土保水剂及其制备方法和使用其的混凝土
CN113603425A (zh) * 2021-08-25 2021-11-05 山东百纳混凝土有限公司 一种湿拌砂浆及其制备方法及用途
CN113603425B (zh) * 2021-08-25 2022-06-24 山东百纳混凝土有限公司 一种湿拌砂浆及其制备方法及用途
CN114740143A (zh) * 2022-04-12 2022-07-12 四川大学 一种基于氯化尾渣中氯离子赋存形态的深度脱氯方法及装置
CN114740143B (zh) * 2022-04-12 2023-10-27 四川大学 基于氯化尾渣中氯离子赋存形态的深度脱氯方法及装置
CN114906868A (zh) * 2022-06-02 2022-08-16 湖北工业大学 一种磷石膏高效净化的方法及应用
CN117164327A (zh) * 2023-11-03 2023-12-05 天津杰臻环保技术有限公司 一种利用陆上天然气开采泥浆生产轻骨料混凝土的方法
CN117164327B (zh) * 2023-11-03 2023-12-29 天津杰臻环保技术有限公司 一种利用陆上天然气开采泥浆生产轻骨料混凝土的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111892325B (zh) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111892325B (zh) 一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法
CN107285711B (zh) 一种含粗骨料的c250强度等级超高性能纤维混凝土及其制备方法
CN107382205B (zh) 一种c160强度等级的超高强高性能纤维混凝土及其制备方法
CN107459311B (zh) 一种利废抗折增韧的湿磨浆状掺合料的制备方法
CN110156367B (zh) 由工业固废湿磨制备纳米c-s-h凝胶早强剂的方法
CN107285708B (zh) 一种含粗骨料的c240强度等级超高性能纤维混凝土及其制备方法
CN107512887B (zh) 一种含粗骨料的c230强度等级超高性能纤维混凝土及其制备方法
CN107540285B (zh) 一种使用废弃牡蛎壳制备磨细玻璃粉建筑砂浆的方法
CN114349431B (zh) 一种复合碱激发锂渣低温早强混凝土及其制备方法
CN110922124A (zh) 一种用废泥浆水生产的混凝土
CN115594446B (zh) 一种基于淤泥和废旧混凝土的绿色混凝土的制备方法
CN112194405B (zh) 一种电石渣超早强外加剂的制备方法及应用
CN103553464B (zh) 一种含有改性纳米碳酸钙的固化剂
CN101412595A (zh) 一种利用高岭土尾砂制备混凝土掺合料的方法
CN107512890B (zh) 一种c190强度等级的超高强高性能纤维混凝土及其制备方法
CN116239362B (zh) 一种轻质泡沫混凝土免烧陶粒及其制备方法
CN116462437A (zh) 一种改性再生骨料及其制备方法和应用
CN116283014A (zh) 混凝土预拌厂废水废浆免沉淀碳化再利用方法
CN113248191B (zh) 一种惰性混凝土废浆固化体材料及其制备方法
CN107512886B (zh) 一种c200强度等级的超高强高性能纤维混凝土及其制备方法
CN114105553B (zh) 一种含机制砂收尘石粉的大流态高抗分散性灌注桩混凝土
CN113880486A (zh) 一种利用钢铁厂固废的复合掺合料及其制备方法
CN111302683A (zh) 一种砌筑水泥及其生产工艺
CN110256012A (zh) 一种新型环保掺合料混凝土及其制备工艺
CN115466098B (zh) 一种环保高抗裂性抹灰砂浆及其制备方法

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