CN114763294A - 一种生料立磨助磨剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种生料立磨助磨剂及其制备方法，按重量份计，包括多元醇化合物10‑30份、改性有机醇胺5‑20份、工业盐5‑15份、糖类物质5‑15份，水30‑60份。在本发明体系中使用特定比例的二聚丙三醇与三聚丙三醇协同作用可以增加使用助磨剂后生料的产量；同时采用特定的小分子多元醇和多元醇聚合物混合得到的多元醇化合物，能够使料层更加稳定，磨辊的碾压更加充分；此外使用两种特定的改性异丙醇胺和改性三乙醇胺配比，对粉磨后生料的细度和易烧性都有较为明显的增加。使用该产品后，磨机台时产量可提高5‑15％，企业降低电耗经济效益显著。

Description

一种生料立磨助磨剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水泥生产添加剂技术领域，具体涉及一种生料立磨助磨剂及其制备方法。
背景技术
立磨生料粉磨过程作为新型干法水泥生产的重要的一个步骤。在水泥的生产过程中，通常需要对生料进行粉磨，生料粉磨是指在外力的作用下，再经过冲击、挤压、研磨等处理，从而将块状物料变成细粉的过程。
随着磨粉机械技术的发展，在水泥行业磨粉过程中立磨成为了最常用的设备。但是由于立磨是通过料层粉磨原理对物料进行粉磨，在经过热风输送物料，现有的生料立磨助磨剂在立磨磨腔内高温环境下有效组分会快速流失，以及助磨组分的强烈分散性会造成料层不稳，除此之外，现有的一些生料立磨助磨剂对于提高台时产量和所制备的生料性能无法很好地满足，进而影响到熟料的性能，而熟料的性能是评价水泥质量的重要指标，因此开发一种助磨剂能很好地平衡生料产量和性能具有非常重要的应用价值。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明一方面提供了一种生料立磨助磨剂，按重量份计，包括多元醇化合物10-30份、改性有机醇胺5-20份、工业盐5-15份、糖类物质5-15份，水30-60份。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇化合物包括多元醇聚合物。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇聚合物选自二聚丙三醇、三聚丙三醇、四聚丙三醇、五聚丙三醇中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇聚合物为二聚丙三醇与三聚丙三醇的组合，所述二聚丙三醇与三聚丙三醇的重量比为1：(4.6-6)。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇化合物还包括小分子多元醇，所述小分子多元醇与多元醇聚合物的重量比为1：(2.5-4)。
作为一种优选的技术方案，所述小分子多元醇选自乙二醇、二乙二醇、丙三醇、新戊二醇、1，4-丁二醇中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述多元醇化合物的制备方法为：将小分子多元醇和多元醇聚合物混合得到。
作为一种优选的技术方案，所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和/或改性三乙醇胺。
作为一种优选的技术方案，所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和改性三乙醇胺，其重量比为1：(1.2-2.5)。
本发明的另一方面提供了一种生料立磨助磨剂的制备方法，包括：将工业盐、糖类物质、水混合均匀后，加入改性有机醇胺、多元醇化合物混合均匀即得。
有益效果：
(1)在本发明体系中使用特定比例的二聚丙三醇与三聚丙三醇协同作用可以增加使用助磨剂后生料的产量；
(2)在本发明中使用特定的小分子多元醇和多元醇聚合物混合得到的多元醇化合物，使得水泥生料在碾压过程中，多元醇化合物使生料颗粒之间产生了较强的粘结力，这种粘结力保持了料层的稳定，生料立磨生产中，多元醇化合物使生料颗粒之间的缝隙减小，料层更加稳定，磨辊的碾压更加充分；
(3)在本发明体系中使用两种特定的改性异丙醇胺和改性三乙醇胺配比，对粉磨后生料的细度和易烧性都有较为明显的改善；
(4)使用该产品后，磨机台时产量可提高5-15％，企业降低电耗经济效益显著。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本发明中提供的任何定义不一致，则以本发明中提供的术语定义为准。
在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本发明的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种生料立磨助磨剂，按重量份计，包括多元醇化合物10-30份、改性有机醇胺5-20份、工业盐5-15份、糖类物质5-15份，水30-60份。
在一些优选的实施方式中，所述多元醇化合物包括多元醇聚合物。
在一些优选的实施方式中，所述多元醇聚合物选自二聚丙三醇、三聚丙三醇、四聚丙三醇、五聚丙三醇中的至少一种。
在一些优选的实施方式中，所述多元醇聚合物为二聚丙三醇与三聚丙三醇的组合。
优选的，所述二聚丙三醇与三聚丙三醇的重量比为1：(4.6-6)。
更优选的，所述二聚丙三醇与三聚丙三醇的重量比为1：5。
所述二聚丙三醇的CAS号为627-82-7，所护三聚丙三醇的CAS号为627-82-7。
为了使得生料具有一定细度，生料粉磨过程中需要加入一定量的助磨剂，但是现有的虽然能够比较好的控制生料的细度，但是其助磨时的产量并不能够很好的提高。申请人经过大量研究发现，在本发明体系中使用特定比例的二聚丙三醇与三聚丙三醇协同作用可以增加使用助磨剂后生料的产量，可能是因为二聚丙三醇与三聚丙三醇中具有“—O—”结构，使得体系的极性增强，从而提高了生料颗粒的分散性能，增加了生料粉磨的产量。
在一些优选的实施方式中，所述多元醇化合物还包括小分子多元醇，所述小分子多元醇与多元醇聚合物的重量比为1：(2.5-4)。
优选的，所述多元醇化合物还包括小分子多元醇，所述小分子多元醇与多元醇聚合物的重量比为1：(3-3.8)。
更加优选的，所述多元醇化合物还包括小分子多元醇，所述小分子多元醇与多元醇聚合物的重量比为1：3.35。
在一些优选的实施方式中，所述小分子多元醇选自乙二醇、二乙二醇、丙三醇、新戊二醇、1，4-丁二醇中的至少一种。
优选的，所述小分子多元醇为乙二醇、二乙二醇、丙三醇的组合，其重量比为(0.5-0.8)：(0.8-1.2)：1。
更加优选的，所述小分子多元醇为乙二醇、二乙二醇、丙三醇的组合，其重量比为0.65：1：1。
在一些优选的实施方式中，所述多元醇化合物的制备方法为：将小分子多元醇和多元醇聚合物混合得到。
在实验中发现，在本发明中单独使用多元醇聚合物制备得到的助磨剂对生料粉磨后生料的细度有一定的影响，可能是因为多元醇聚合物虽然具有较好的吸附作用，但是由于单独的多元醇聚合物可能会使得吸附层的厚度变厚，从而使得生料颗粒内部发生断裂后的活性基团之间相互吸引，从而发生了颗粒的团聚。申请人经过大量研究发现，在本发明中使用特定的小分子多元醇和多元醇聚合物混合得到的多元醇化合物能够很好地改善这一点并进一步增加助磨效果，可能是因为乙二醇、二乙二醇、丙三醇的极性不同，不同极性的组合物能够更好的与二聚丙三醇与三聚丙三醇协同作用制备得到多元醇化合物，同时使得生料在碾压过程中，多元醇化合物使生料颗粒之间产生了较强的粘结力，这种粘结力保持了料层的稳定，生料立磨生产中，多元醇化合物使生料颗粒之间的缝隙减小，料层更加稳定，磨辊的碾压更加充分，其中多元醇化合物中具有更多的支链结构能够更好的阻止生料粉磨出现团聚现象。
在一些优选的实施方式中，所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和/或改性三乙醇胺。
在一些优选的实施方式中，所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和改性三乙醇胺，其重量比为1：(1.2-2.5)。
优选的，所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和改性三乙醇胺，其重量比为1：(1.5-2)。
更加优选的，所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和改性三乙醇胺，其重量比为1：1.8。
在一些优选的实施方式中，所述改性异丙醇胺的原料包括异丙醇胺和酸类物质，其重量比为1：(1-1.5)。
优选的，所述改性异丙醇胺的原料包括异丙醇胺和酸类物质，其重量比为1：1.3。
在一些优选的实施方式中，所述改性三乙醇胺的原料包括三乙醇胺和酸类物质，其重量比为1：(1-1.5)。
优选的，所述改性三乙醇胺的原料包括三乙醇胺和酸类物质，其重量比为1：1.3。
其中，改性异丙醇胺的原料中的酸类物质与改性三乙醇胺的原料中的酸类物质相同。
在一些优选的实施方式中，所述酸类物质包括有机酸，所述有机酸为有机脂肪酸。
所述有机脂肪酸选自酒石酸、草酸、苹果酸、羟基乙酸、柠檬酸中的至少一种。
优选的，所述有机脂肪酸为羟基乙酸。
在一些优选的实施方式中，所述酸类物质还包括无机酸。
所述无机酸与有机酸的重量比为(0.1-0.3)：1。
优选的，所述无机酸与有机酸的重量比为0.2：1。
所述无机酸选自盐酸、硝酸、硼酸、氢氰酸、氢氟卤酸、亚硝酸中的至少一种。
优选的，所述无机酸为盐酸。
所述改性异丙醇胺的制备方法:将异丙醇胺与酸类物质在常温常压条件下反应1-2h制得。
所述改性三乙醇的制备方法：将三乙醇胺与酸类物质在常压、温度为50-80℃的条件下反应2-4h制得。
申请人经过大量实验发现，在本发明体系中使用一部分无机酸尤其是盐酸能够更好地增加助磨效果，并提高粉磨后生料的细度的达标率，可能是因为适量的盐酸能够使得生料之间的相互作用力减小，使得体系的动切力增大。
在一些优选的实施方式中，所述糖类物质包括葡萄糖、蔗糖、麦芽糖中的至少一种。
本发明对工业盐不做特殊限制，一般市售的均可满足本发明的要求。
本发明的另一方面提供了一种生料立磨助磨剂的制备方法，包括：在常温常压下，将工业盐、糖类物质、水混合均匀后，加入改性有机醇胺、多元醇化合物混合均匀即得。
本发明的助磨剂适用于生料立磨粉磨、掺量为入磨生料质量的0.05％-0.15％。
本发明的助磨剂的使用方法具体如下：
(1)将所述助磨剂使用计量泵加在立磨物料入口处，与物料一起入磨；
(2)在使用过程中，应根据工艺参数和出磨生料技术指标的变化适当调整入磨物料的加入量，以达到产品的最佳使用效果。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1
本实施例一方面提供了一种生料立磨助磨剂，按重量份计，包括多元醇化合物20份、改性有机醇胺12份、工业盐10份、糖类物质10份，水48份。
多元醇化合物包括多元醇聚合物和小分子多元醇，所述小分子多元醇与多元醇聚合物的重量比为1：3.35。
所述多元醇聚合物为二聚丙三醇与三聚丙三醇的组合，且二者的重量比为1：5，所述小分子多元醇为乙二醇、二乙二醇、丙三醇的组合，其重量比为0.65：1：1。
所述多元醇化合物的制备方法为：将小分子多元醇和多元醇聚合物混合得到。
所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和改性三乙醇胺，其重量比为1：1.8。
所述改性异丙醇胺的原料包括异丙醇胺和酸类物质，其重量比为1：1.3。
所述改性三乙醇胺的原料包括三乙醇胺和酸类物质，其重量比为1：1.3。
改性异丙醇胺的原料中的酸类物质与改性三乙醇胺的原料中的酸类物质相同，所述酸类物质包括有机脂肪酸和无机酸，二者的重量比为1：0.2，所述有机脂肪酸为羟基乙酸，所述无机酸为盐酸。
所述改性异丙醇胺的制备方法:将异丙醇胺与酸类物质在常温常压条件下反应1.5h制得。
所述改性三乙醇的制备方法：将三乙醇胺与酸类物质在常压、温度为65-70℃的条件下反应3h制得。
所述糖类物质为购自苏州市铭川化工科技有限公司的工业葡萄糖，所述工业盐购自于潍坊宸信融雪制品有限公司。
本实施例的另一方面提供了一种生料立磨助磨剂的制备方法，包括：在常温常压下，将工业盐、糖类物质、水混合均匀后，加入改性有机醇胺、多元醇化合物混合均匀即得。
实施例2
本实施例一方面提供了一种生料立磨助磨剂，按重量份计，包括多元醇化合物13份、改性有机醇胺10份、工业盐9份、糖类物质8份，水60份。
多元醇化合物包括多元醇聚合物和小分子多元醇，所述小分子多元醇与多元醇聚合物的重量比为1：3.35。
所述多元醇聚合物为二聚丙三醇与三聚丙三醇的组合，且二者的重量比为1：5，所述小分子多元醇为乙二醇、二乙二醇、丙三醇的组合，其重量比为0.65：1：1。
所述多元醇化合物的制备方法为：将小分子多元醇和多元醇聚合物混合得到。
所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和改性三乙醇胺，其重量比为1：1.8。
所述改性异丙醇胺的原料包括异丙醇胺和酸类物质，其重量比为1：1.3。
所述改性三乙醇胺的原料包括三乙醇胺和酸类物质，其重量比为1：1.3。
改性异丙醇胺的原料中的酸类物质与改性三乙醇胺的原料中的酸类物质相同，所述酸类物质包括有机脂肪酸和无机酸，二者的重量比为1：0.2，所述有机脂肪酸为羟基乙酸，所述无机酸为盐酸。
所述改性异丙醇胺的制备方法:将异丙醇胺与酸类物质在常温常压条件下反应1.5h制得。
所述改性三乙醇的制备方法：将三乙醇胺与酸类物质在常压、温度为65-70℃的条件下反应3h制得。
所述糖类物质为购自苏州市铭川化工科技有限公司的工业葡萄糖，所述工业盐购自于潍坊宸信融雪制品有限公司。
本实施例的另一方面提供了一种生料立磨助磨剂的制备方法，包括：在常温常压下，将工业盐、糖类物质、水混合均匀后，加入改性有机醇胺、多元醇化合物混合均匀即得。
实施例3
本实施例一方面提供了一种生料立磨助磨剂，按重量份计，包括多元醇化合物25份、改性有机醇胺18份、工业盐13份、糖类物质14份，水30份。
多元醇化合物包括多元醇聚合物和小分子多元醇，所述小分子多元醇与多元醇聚合物的重量比为1：3.35。
所述多元醇聚合物为二聚丙三醇与三聚丙三醇的组合，且二者的重量比为1：5，所述小分子多元醇为乙二醇、二乙二醇、丙三醇的组合，其重量比为0.65：1：1。
所述多元醇化合物的制备方法为：将小分子多元醇和多元醇聚合物混合得到。
所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和改性三乙醇胺，其重量比为1：1.8。
所述改性异丙醇胺的原料包括异丙醇胺和酸类物质，其重量比为1：1.3。
所述改性三乙醇胺的原料包括三乙醇胺和酸类物质，其重量比为1：1.3。
改性异丙醇胺的原料中的酸类物质与改性三乙醇胺的原料中的酸类物质相同，所述酸类物质包括有机脂肪酸和无机酸，二者的重量比为1：0.2，所述有机脂肪酸为羟基乙酸，所述无机酸为盐酸。
所述改性异丙醇胺的制备方法:将异丙醇胺与酸类物质在常温常压条件下反应1.5h制得。
所述改性三乙醇的制备方法：将三乙醇胺与酸类物质在常压、温度为65-70℃的条件下反应3h制得。
所述糖类物质为购自苏州市铭川化工科技有限公司的工业葡萄糖，所述工业盐购自于潍坊宸信融雪制品有限公司。
本实施例的另一方面提供了一种生料立磨助磨剂的制备方法，包括：在常温常压下，将工业盐、糖类物质、水混合均匀后，加入改性有机醇胺、多元醇化合物混合均匀即得。
实施例4
本实施例提供了一种生料立磨助磨剂及其制备方法，具体实施方式同实施例1，其区别在于，所述酸类物质不包括无机酸。
实施例5
本实施例提供了一种生料立磨助磨剂及其制备方法，具体实施方式同实施例1，其区别在于，所述多元醇聚合物不包括二聚丙三醇。
实施例6
本实施例提供了一种生料立磨助磨剂及其制备方法，具体实施方式同实施例1，其区别在于，二聚丙三醇与三聚丙三醇的重量比为1：4。
性能测试
1.细度的达标率
在生料的制备过程中分别加入实施例1-4所制备的助磨剂，加入量为生料的0.1wt％，分别将制备的生料按照GB/T 1345-2005《水泥细度检验方法(筛析法)》中，负压筛析法用80μm方孔筛测，测试结果见表1。
2.产量
记录分别使用实施例1-3、5、6制备的助磨剂和不使用助磨剂的生料磨台时产量，加入量为生料的0.1wt％，结果见表2。
表1
实施例编号 筛余值(％)
实施例1 17.8
实施例2 18.7
实施例3 18.2
实施例4 20.5
表2
Figure BDA0003093951830000091
Figure BDA0003093951830000101
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对本领域的技术人员来说，可根据上述说明加以改进和变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种生料立磨助磨剂，其特征在于，按重量份计，包括多元醇化合物10-30份、改性有机醇胺5-20份、工业盐5-15份、糖类物质5-15份，水30-60份。
2.根据权利要求1所述的一种生料立磨助磨剂，其特征在于，所述多元醇化合物包括多元醇聚合物。
3.根据权利要求2所述的一种生料立磨助磨剂，其特征在于，所述多元醇聚合物选自二聚丙三醇、三聚丙三醇、四聚丙三醇、五聚丙三醇中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种生料立磨助磨剂，其特征在于，所述多元醇聚合物为二聚丙三醇与三聚丙三醇的组合，所述二聚丙三醇与三聚丙三醇的重量比为1：(4.6-6)。
5.根据权利要求2所述的一种生料立磨助磨剂，其特征在于，所述多元醇化合物还包括小分子多元醇，所述小分子多元醇与多元醇聚合物的重量比为1：(2.5-4)。
6.根据权利要求5所述的一种生料立磨助磨剂，其特征在于，所述小分子多元醇选自乙二醇、二乙二醇、丙三醇、新戊二醇、1，4-丁二醇中的至少一种。
7.根据权利要求5或6任一项所述的一种生料立磨助磨剂，其特征在于，所述多元醇化合物的制备方法为：将小分子多元醇和多元醇聚合物混合得到。
8.根据权利要求1所述的一种生料立磨助磨剂，其特征在于，所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和/或改性三乙醇胺。
9.根据权利要求8所述的一种生料立磨助磨剂，其特征在于，所述改性有机醇胺为改性异丙醇胺和改性三乙醇胺，其重量比为1：(1.2-2.5)。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的生料立磨助磨剂的制备方法，其特征在于，包括：将工业盐、糖类物质、水混合均匀后，加入改性有机醇胺、多元醇化合物混合均匀即得。
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