CN112028522B - 一种低碱液体速凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低碱液体速凝剂及其制备方法。该低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液10～30％、引发剂A 0.1～5％、硫氰酸钠废液10～15％、氢氧化铝5～15％、硫酸铝25～50％、调节剂B 5～10％、碳酸盐0.5～5％。本发明的方法以无机酸废液和硫氰酸钠废液作为原料，并利用反应体系放出的热量溶解硫酸铝，无需加热，节约能耗，且提高了无机酸废液和硫氰酸钠废液的工业利用率，节约成本；本发明的低碱液体速凝剂具有较好的促凝效果、稳定性好，且能适用于不同水泥。

Description

一种低碱液体速凝剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种低碱液体速凝剂及其制备方法。

背景技术

速凝剂是一种能使混凝土或水泥砂浆迅速凝结硬化的外加剂，其广泛应用于喷射混凝土、灌装止水混凝土及抢修补强工程中。目前国内外液体速凝剂根据其碱含量一般可分为有碱和无碱两大类。碱性速凝剂普遍碱含量较高，强腐蚀性易对施工人员身体造成伤害，且强碱特性极易引起碱骨料反应，使混凝土后期强度明显降低，抗渗等级下降，影响混凝土的耐久性；与碱性速凝剂相比，无碱液体速凝剂具有腐蚀性低、后期强度高、对混凝土耐久性无不良影响、能有效降低回弹和粉尘产生等优点，然而，稳定性差、成本高、掺量高、水泥适应性较差等问题限制了无碱速凝剂的推广应用。这也导致了低碱速凝剂的开发和应用，低碱液体速凝剂碱含量介于有碱和无碱速凝剂之间，其具有稳定性好、价格适宜、适应性和促凝效果好、在较低掺量下能加快水泥凝结和硬化、提高早期强度且对后期强度影响较小、避免喷射混凝土的质量大幅度波动的优势，既能满足湿喷混凝土的性能要求，又能实现绿色环保无污染的施工环境。低碱液体速凝剂代替有碱和无碱液体速凝剂已成为现代建材业不可避免的潮流。

目前，市场上的低碱速凝剂良莠不齐、稳定性差，多采用在50～80℃条件下生产，生产过程能耗大，并且产品对不同水泥适应性差，稳定性也存在一定问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种低碱液体速凝剂及其制备方法，解决现有技术中现有的制备方法能耗高、产品不稳定、适应性差的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的第一方面提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液10～30％、引发剂A 0.1～5％、硫氰酸钠废液10～15％、氢氧化铝5～15％、硫酸铝25～50％、调节剂B 5～10％、碳酸盐0.5～5％。

本发明的第二方面提供了一种低碱液体速凝剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将氢氧化铝、引发剂A、无机酸废液加入反应釜中，搅拌20～30min；

S2：随后加入占硫酸铝总量40～60％的硫酸铝，搅拌0.4～0.6h，后再加入硫氰酸钠废液，继续搅拌0.4～0.6h至硫酸铝全部溶解；

S3：然后依次加入调节剂B和剩余占硫酸铝总量40～60％的硫酸铝，搅拌0.8～1.2h至全部溶解；

S4：最后向体系中加入碳酸盐，搅拌0.4～0.6h使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

本发明第二方面提供的低碱液体速凝剂得制备方法用于得到本发明第一方面提供的低碱液体速凝剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的方法以无机酸废液和硫氰酸钠废液作为原料，并利用反应体系放出的热量溶解硫酸铝，无需加热，节约能耗，且提高了无机酸废液和硫氰酸钠废液的工业利用率，节约成本；

本发明的低碱液体速凝剂具有较好的促凝效果、稳定性好，且能适用于不同水泥。

附图说明

图1是本发明提供的低碱液体速凝剂的制备方法一实施方式的工艺流程图。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的第一方面提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液10～30％、引发剂A 0.1～5％、硫氰酸钠废液10～15％、氢氧化铝5～15％、硫酸铝25～50％、调节剂B 5～10％、碳酸盐0.5～5％。优选地，该低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液20～30％、引发剂A1～4％、硫氰酸钠废液10～15％、氢氧化铝5～10％、硫酸铝40～50％、调节剂B 5～10％、碳酸盐1～2％。本实施方式中，无机酸废液为硅太阳能电池板生产过程中产生的氢氟酸废液和洗矿产生的氟硅酸废液的混合酸液，该无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10～14％，氟硅酸的质量浓度为28～32％。试验过程中，发明人发现无机酸废液中氢氟酸浓度大于8％时，无机酸废液才可与氢氧化铝反应；同时，无机酸废液中氟硅酸含量越高，得到速凝剂产品的促凝效果越好，而且产品的稳定性越好。具体的，所用氢氟酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10～15％，氟硅酸的质量浓度为5～10％；所用氟硅酸废液中氟硅酸的质量浓度为28～35％，氢氟酸的质量浓度为5～10％。本发明中，氟离子可以与铝离子形成络合物，增大硫酸铝在反应体系中的溶解度和溶解速度，能提高产品的稳定性。本实施方式中，硫氰酸钠废液为腈纶厂产生的去有机物后的硫氰酸钠废水，硫氰酸钠的质量浓度为12～15％，硫氰酸钠是一种早强剂，可以提高水泥构件的早期强度；硫酸铝为粉体硫酸铝，目数为100～500，优选为200～400目，氧化铝的质量分数≥16.0％，在该范围内，硫酸铝在水中溶解速度快；氢氧化铝为工业级，氧化铝的质量分数≥61.0％；引发剂A为将氢氧化钠、水合硅酸镁、氢氧化镁按1：(0.8～1.2)：(1.5～2.5)的质量比复合得到的粉剂，优选为1：(0.9～1.1)：(1.5～2)；氢氧化钠与氢氟酸和氟硅酸反应能放出大量的热，但是片状氢氧化钠加入反应体系后得到速凝剂中会产生不溶片状硬质颗粒，水合硅酸镁为悬浮剂，加入体系后不与氢氟酸和氟硅酸发生反应，但可提高体系的稳定性，氢氧化镁颗粒较细，加入反应体系后能迅速与酸液发生反应，放出剧烈的热量，促进氟硅酸的分解，引入体系后对掺得到速凝剂样品的砂浆和混凝土强度也有一定帮助，但是放热量不如氢氧化钠；本发明中通过将氢氧化钠、水合硅酸镁和强氧化镁复配，先将三种试剂按比例混合然后磨细成粉，氢氧化钠易吸水受潮，氢氧化镁和悬浮剂都是颗粒极小的粉剂，混合后能减小氢氧化钠的吸潮，三者混合后磨细的粉末能更好的参与反应，且保证得到产品的稳定性。引发剂A与无机酸废液反应放出大量的热，为氢氧化铝与无机酸废液反应提供所需的初始热量，氢氧化铝与无机酸废液反应会放出热量，使反应体系温度升高，有利于硫酸铝在体系中的溶解；调节剂B为含铝化合物和钠盐按(0.8～1.5)：1的质量比混合均匀后，在1150～1250℃下灼烧，冷却后磨细得到的粉剂，优选为(0.8～1)：1；含铝化合物为硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、碳酸铝、氢氧化铝中的一种或多种；钠盐为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硝酸钠中的一种或多种。本发明中通过将含铝化合物与钠盐混匀后在高温下灼烧复配，冷却磨细后能够得到含铝离子、且易溶于水、易与酸发生反应的粉剂。调节剂B溶于酸性溶液中会产生大量的热，而且会增大体系中铝离子的含量，其还具备早强效果，可以提高水泥砂浆的早期强度；碳酸盐为碳酸钠、盐酸氢钠、碳酸镁、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种的混合物，碳酸盐的加入一方面可以调节反应体系的pH值，提高产品的早期强度，另一方面可以利用该过程放出的热量，使硫酸铝在反应体系中溶解更充分。

请参阅图1，本发明的第二方面提供了一种低碱液体速凝剂得制备方法，包括以下步骤：S1：将氢氧化铝、引发剂A、无机酸废液加入反应釜中，搅拌20～30min；在该搅拌时间范围内，可使反应充分，且反应体系温度能达到70℃以上。S2：随后加入占硫酸铝总量40～60％的硫酸铝，搅拌0.4～0.6h，后再加入硫氰酸钠废液，继续搅拌0.4～0.6h至硫酸铝全部溶解；S3：然后依次加入调节剂B和剩余占硫酸铝总量40～60％的硫酸铝，搅拌0.8～1.2h至全部溶解；S4：最后向体系中加入碳酸盐，搅拌0.4～0.6h使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。下面分别对步骤S1～S4进行详述。

本发明的制备方法中，在引发剂的作用下，氢氧化铝与酸反应放热，反应体系温度升高；调节剂B溶解放热，反应体系温度升高；碳酸盐与反应体系中多余的酸反应放热，反应体系温度升高。本发明通过利用体系自身放出的热量使反应体系的温度升高，有利于粉体硫酸铝在体系中的溶解，无需加热，降低了生产能耗。本发明中，通过将硫酸铝分两次加入，分别利用三次反应的放热来加速硫酸铝的溶解，解决了一般速凝剂制备过程中需要加热的问题。

本发明中，搅拌的搅拌速率为400～800r/min。

本发明第二方面提供的低碱液体速凝剂的制备方法用于得到本发明第一方面提供的低碱液体速凝剂。

为避免赘述，本发明以下各实施例和对比例中，所用原料如下：

硫酸铝中，氧化铝的质量分数≥16.0％；

氢氧化铝中，氧化铝的质量分数≥61.0％；

引发剂A为将氢氧化钠、水合硅酸镁、氢氧化镁按1：1：2的质量比混合后，经磨细制备得到的粉剂；

调节剂B为将硫酸铝和碳酸钠按0.8：1的质量比充分混合，然后再1200℃下灼烧，冷却后磨细制备得到的粉剂。

实施例1

本实施例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液20％、硫氰酸钠废液15％、引发剂A 2％、氢氧化铝5％、硫酸铝48％、调节剂B 8％、碳酸钠2％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10％，氟硅酸的质量浓度为30％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为13％。

在常温下，先将20％无机酸废液、5％氢氧化铝和2％引发剂A加入反应釜中，搅拌20min使其充分反应；随后加入24％硫酸铝，搅拌0.5h，后再加入15％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.5h，使硫酸铝全部溶解；然后加入8％的调节剂B，接着加入剩余的24％硫酸铝，搅拌1h使硫酸铝全部溶解；最后加入2％的碳酸钠，搅拌0.5h使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

实施例2

本实施例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液24％、硫氰酸钠废液15％、引发剂A1.5％、氢氧化铝6％、硫酸铝43.5％、调节剂B 8％、碳酸钠2％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10％，氟硅酸的质量浓度为30％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为13％。

在常温下，先将24％无机酸废液、6％氢氧化铝和1.5％引发剂A加入反应釜中，搅拌25min使其充分反应；随后加入22％硫酸铝，搅拌0.4h，后再加入15％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.6h，使硫酸铝全部溶解；然后加入8％的调节剂B，接着加入剩余的21.5％硫酸铝，搅拌0.8h使硫酸铝全部溶解；最后加入2％的碳酸钠，搅拌0.5h使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

实施例3

本实施例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液25％、硫氰酸钠废液14％、引发剂A1％、氢氧化铝8％、硫酸铝40％、调节剂B10％、碳酸钠2％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10％，氟硅酸的质量浓度为30％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为13％。

在常温下，先将25％无机酸废液、8％氢氧化铝和1％引发剂A加入反应釜中，搅拌30min使其充分反应；随后加入20％硫酸铝，搅拌0.5h，后再加入14％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.5h，使硫酸铝全部溶解；然后加入10％的调节剂B，接着加入剩余的20％硫酸铝，搅拌1h使硫酸铝全部溶解；最后加入2％的碳酸钠，搅拌0.5h使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

实施例4

本实施例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液22％、硫氰酸钠废液10％、引发剂A1％、氢氧化铝10％、硫酸铝50％、调节剂B 6％、碳酸钠1％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10％，氟硅酸的质量浓度为30％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为12％。

在常温下，先将22％无机酸废液、10％氢氧化铝和1％引发剂A加入反应釜中，搅拌0.5h使其充分反应；随后加入25％硫酸铝，搅拌0.5h，后再加入10％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.5h，使硫酸铝全部溶解；然后加入6％的调节剂B，接着加入剩余的25％硫酸铝，搅拌1h使硫酸铝全部溶解；最后加入1％的碳酸钠，搅拌0.5h使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

实施例5

本实施例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液30％、硫氰酸钠废液10％、氢氧化铝8％、引发剂A4％、硫酸铝41％、调节剂B 6％、碳酸钠1％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10％，氟硅酸的质量浓度为30％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为12％。

在常温下，先将30％无机酸废液、8％氢氧化铝和4％引发剂A加入反应釜中，搅拌0.5h使其充分反应；随后加入20％硫酸铝，搅拌0.5h，后再加入10％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.5h，使硫酸铝全部溶解；然后加入6％的调节剂B，接着加入剩余的21％硫酸铝，搅拌1h使硫酸铝全部溶解；最后加入1％的碳酸钠，搅拌0.5h，使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

对比例1

本对比例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液32％、硫氰酸钠废液10％、氢氧化铝10％、硫酸铝41％、调节剂B 6％、碳酸钠1％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10％，氟硅酸的质量浓度为30％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为12％。

在常温下，先将32％无机酸废液和10％氢氧化铝加入反应釜中，搅拌0.5h使其充分反应；随后加入20％硫酸铝，搅拌0.5h，后再加入10％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.5h，使硫酸铝全部溶解；然后加入6％的调节剂B，接着加入剩余的21％硫酸铝，搅拌1h使硫酸铝全部溶解；最后加入1％的碳酸钠，搅拌0.5h，使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

对比例2

本对比例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液30％、硫氰酸钠废液10％、氢氧化铝8％、氢氧化钠4％、硫酸铝41％、调节剂B 6％、碳酸钠1％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10％，氟硅酸的质量浓度为30％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为12％。

在常温下，先将30％无机酸废液、8％氢氧化铝和4％氢氧化钠加入反应釜中，搅拌0.5h使其充分反应；随后加入20％硫酸铝，搅拌0.5h，后再加入10％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.5h，使硫酸铝全部溶解；然后加入6％的调节剂B，接着加入剩余的21％硫酸铝，搅拌1h使硫酸铝全部溶解；最后加入1％的碳酸钠，搅拌0.5h，使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

对比例3

本对比例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液30％、硫氰酸钠废液10％、氢氧化铝14％、引发剂A4％、硫酸铝41％、碳酸钠1％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10％，氟硅酸的质量浓度为30％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为12％。

在常温下，先将30％无机酸废液、8％氢氧化铝和4％引发剂A加入反应釜中，搅拌0.5h使其充分反应；随后加入20％硫酸铝，搅拌0.5h，后再加入10％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.5h，使硫酸铝全部溶解；然后加入剩余6％的氢氧化铝，接着加入剩余的21％硫酸铝，搅拌1h使硫酸铝全部溶解；最后加入1％的碳酸钠，搅拌0.5h，使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

对比例4

本对比例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液30％、硫氰酸钠废液10％、氢氧化铝8％、引发剂A4％、硫酸铝41％、调节剂B 6％、碳酸钠1％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为7％，氟硅酸的质量浓度为33％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为12％。

在常温下，先将30％无机酸废液、8％氢氧化铝和4％引发剂A加入反应釜中，搅拌0.5h使其充分反应；随后加入20％硫酸铝，搅拌0.5h，后再加入10％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.5h，使硫酸铝全部溶解；然后加入6％的调节剂B，接着加入剩余的21％硫酸铝，搅拌1h使硫酸铝全部溶解；最后加入1％的碳酸钠，搅拌0.5h，使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

对比例5

本对比例提供了一种低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液30％、硫氰酸钠废液10％、氢氧化铝8％、引发剂A4％、硫酸铝41％、调节剂B 6％、碳酸钠1％。其中，无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10％，氟硅酸的质量浓度为30％；硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为12％。

在常温下，先将30％无机酸废液、8％氢氧化铝和4％引发剂A加入反应釜中，搅拌15min；随后加入20％硫酸铝，搅拌0.5h，后再加入10％硫氰酸钠废液，继续搅拌0.5h，使硫酸铝全部溶解；然后加入6％的调节剂B，接着加入剩余的21％硫酸铝，搅拌1h使硫酸铝全部溶解；最后加入1％的碳酸钠，搅拌0.5h，使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

试验组

根据上述配方及工艺提供的低碱液体速凝剂在使用时，以水泥的重量为基准，掺量为4％～6％。依据中国建材行业标准JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》的要求对本发明产品进行了水泥净浆凝结时间和水泥砂浆抗压强速的测试。下面实例中采用华新P.O42.5水泥。

实施例1～5和对比例1～5，水泥净浆凝结时间测试配比为：水泥：水＝400:160(质量比)；

实施例1～5和对比例1～5，水泥砂浆抗压强度测试配比为：水泥：标准砂：水＝900:1350:450(质量比)。

以上水包括速凝剂中的水，配制时水量应减去速凝剂中的含水量。同时与市售低碱液体速凝剂进行对比实验。测试试样的凝结时间、1天强度和28天抗压强度比。JC477-2005对速凝剂的技术指标要求见表1所示；实施例1～5和对比例1～5所得样品凝结时间和抗压强度检测结果见表2所示。

表1

表2

由表2可以看出，本发明实施例1～5所得低碱液体速凝剂掺量在4％基本能满足合格品的技术指标要求，掺量在5％时就能基本满足一等品的技术指标要求，且28天强度比均大于85％。与市售低碱液体速凝剂对比可知，在掺量少的情况下各方面的性能均优于商购的速凝剂，说明本发明的低碱液体速凝剂性能良好，满足喷射混凝土的施工应用要求。

与实施例5相比，对比例1中未加入引发剂A，从而导致在加入硫酸铝时体系的温度较低，会使硫酸铝溶解过程延长，其原因在于引发剂A具有引发氟硅酸参与反应的作用，可短时间内与氟硅酸反应剧烈放热，使体系温度短时间内迅速上升，促进反应的进行，对比例1中未加入引发剂A，无法引发氟硅酸短时间内迅速参与反应，使体系温度上升有限，不利于硫酸铝充分溶解，通过实验发现引发剂A还对提高样品的1d胶砂抗压强度有利，对比例1中未加入引发剂A，会降低掺该产品的1d水泥胶砂抗压强度。

与实施例5相比，对比例2中采用氢氧化钠替代引发剂A，从而导致得到产品中存在少量片状不溶硬质颗粒，得到产品的促凝效果也会变差。

与实施例5相比，对比例3中采用氢氧化铝作为调节剂B，从而导致得到产品的PH值较低，且得到的速凝剂样品静置后，下层有明显的不溶物固体粉末沉积，其原因在于，在加入调节剂B时，此时体系中氢氟酸的浓度较低，氢氧化铝加入体系后基本不参与反应，最后会沉降到产品的底部，起不到调节剂的作用，因而得不到稳定的速凝剂产品，得到产品中铝离子含量也会降低，产品的促凝效果变差。

与实施例5相比，对比例4中采用的无机酸废液中氢氟酸的质量浓度为7％，从而导致得到的速凝剂产品中出现较多细小的氢氧化铝凝胶颗粒，静置后易分层，底部有少量不溶氢氧化铝粉末和凝胶颗粒沉积，其原因在于氢氟酸浓度较低时，无机酸废液与氢氧化铝无法发生反应，但是由于加入了引发剂A，在引发剂A的作用下，氟硅酸与引发剂反应的过程中会放出大量的热，可导致自身分解产生氢氟酸，温度和氢氟酸浓度达到一定值时，氢氧化铝才开始参与反应，但是氢氟酸浓度比实施例5要低，所以能参与反应的氢氟酸量有限，氢氧化铝未能充分进行反应，会有部分沉积在样品底部，此时加入的调节剂B过量，导致出现较多的细小的氢氧化铝凝胶颗粒，得到产品中铝离子含量也会降低，产品的促凝效果变差。

与实施例5相比，对比例5中采用较短的搅拌时间，从而导致氢氧化铝未进行充分反应，会使得到样品静置后底部有一层氢氧化铝粉末不溶物，且样品的pH值也会偏低，其原因在于，较短的搅拌时间，无法使氢氧化铝反应充分进行，反应时，氢氧化铝先与体系中的氢氟酸反应放热，引发剂与氟硅酸反应剧烈放热，这两个放热反应会使体系迅速升温，从而加速氟硅酸的分解，促进氢氧化铝和氢氟酸的反应，如果反应不充分，加入硫酸铝时反应体系的温度较低，不利于硫酸铝充分溶解，而且氢氧化铝在后期的制备过程中无法再参与反应，所以最后在样品中会沉降下来，此时加入的调节剂B会不够，导致体系的pH偏低，得到产品中铝离子含量也会降低，产品的促凝效果变差。

同时，将以上实施例1～5的产品在室温静止放置3个月，观察其稳定性，均没有发现分层现象，且重复上述试验复演性好，说明该常温制备低碱液体速凝剂的工艺可行，且生产制备的低碱液体速凝剂稳定性较好。

将实施例5得到的低碱液体速凝剂进行适应性试验，研究该速凝剂样品对不同水泥的适应性，该适应性主要通过该速凝剂样品对不同水泥的促凝效果来体现，水泥净浆的凝结时间具体的检测方法参照标准JC 477-2005，该速凝剂对不同水泥的促凝效果如表3。

表3

由表3可以看出，本发明所得低碱液体速凝剂对不同水泥均具有较好的促凝效果。

综合分析以上实施例1～5的净浆凝结时间、胶砂抗压强度比和3个月后产品的复演性结果，认为实施例5的实验结果是最佳，表明实施例5的原材料配比是本发明的最佳配比；同时，本发明所得低碱液体速凝剂对不同水泥均具有较好的促凝效果，能够适用于多种不同水泥。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的方法简单、生产成本低、有利于节能减排，符合国家可持续发展的战略，同时提高了含硫氰酸钠、氟硅酸、氢氟酸废水的工业利用率、降低了废水处理成本和对环境的污染；

本发明的低碱液体速凝剂质量好，使用方法简便，尤其适宜添加到硅酸盐混凝土中，具有使混凝土迅速凝结，早强的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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)

1.一种低碱液体速凝剂，其特征在于，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液10～30％、引发剂A 0.1～5％、硫氰酸钠废液10～15％、氢氧化铝5～15％、硫酸铝25～50％、调节剂B 5～10％、碳酸盐0.5～5％；所述无机酸废液中，氢氟酸的质量浓度为10～14％，氟硅酸的质量浓度为28～32％；所述硫氰酸钠废液中，硫氰酸钠的质量浓度为12～15％；所述引发剂A为将氢氧化钠、水合硅酸镁、氢氧化镁按1：(0.8～1.2)：(1.5～2.5)的质量比复合得到的粉剂；所述调节剂B为含铝化合物和钠盐按(0.8～1.5)：1的质量比混合均匀后，在1150～1250℃下灼烧，冷却后磨细得到的粉剂；

所述低碱液体速凝剂得制备方法，包括以下步骤：

将氢氧化铝、引发剂A、无机酸废液加入反应釜中，搅拌20～30min；

随后加入占硫酸铝总量40～60％的硫酸铝，搅拌0.4～0.6h，后再加入硫氰酸钠废液，继续搅拌0.4～0.6h至硫酸铝全部溶解；

然后依次加入调节剂B和剩余占硫酸铝总量40～60％的硫酸铝，搅拌0.8～1.2h至全部溶解；

最后向体系中加入碳酸盐，搅拌0.4～0.6h使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

2.根据权利要求1所述低碱液体速凝剂，其特征在于，所述低碱液体速凝剂，按质量百分比计，由以下原料组成：无机酸废液20～30％、引发剂A 1～4％、硫氰酸钠废液10～15％、氢氧化铝5～10％、硫酸铝40～50％、调节剂B 5～10％、碳酸盐1～2％。

3.根据权利要求1所述低碱液体速凝剂，其特征在于，所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸镁、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种的混合物。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述低碱液体速凝剂的 制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将氢氧化铝、引发剂A、无机酸废液加入反应釜中，搅拌20～30min；

随后加入占硫酸铝总量40～60％的硫酸铝，搅拌0.4～0.6h，后再加入硫氰酸钠废液，继续搅拌0.4～0.6h至硫酸铝全部溶解；

然后依次加入调节剂B和剩余占硫酸铝总量40～60％的硫酸铝，搅拌0.8～1.2h至全部溶解；

最后向体系中加入碳酸盐，搅拌0.4～0.6h使其充分溶解后，继续搅拌至常温，得到低碱液体速凝剂。

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