226 水泥助磨劑由哪些原料復配而成?作者:馬清浩 一、三乙醇胺、乙二醇類 三乙醇胺及乙二醇屬于非離子型表面活性劑。三乙醇胺、乙二醇均含有極性很強的羥基 (—OH),從結構可知都是極性很強的表面活性劑。 原四川水泥研究所對水泥助磨劑進行了一系列的研究試驗,并經過工廠的試驗和使用,得出結論:三乙醇胺、三乙醇胺、乙二醇、多縮乙二醇是較有效的水泥磨助磨劑,可以較大幅度地提高磨機產量。就水泥品種而言,純熟料水泥增產效果最好,可達20%~30%,普通水泥能增產10%~15%。 目前,使用較多的水泥助磨劑是三乙醇胺、多縮乙二醇,但三乙醇胺、多縮乙二醇有價格過高、來源短缺的缺點。 二、木質素磺酸鹽 木質素磺酸鹽包括鈣、鎂及胺鹽。木質素磺酸鹽具有芳基核,由丙烷基連結成非極性的長鏈,鏈上含有極性的官能團,如磺酸基、甲氧基、羥基及羰基等。這種結構使得它具有偶極性,呈現出表面活性,是一種強的表面活性劑。 其作用機理是削弱顆粒的強度和阻止顆粒聚結,兩者都牽涉到降低顆粒表面的自由能,因此,助磨劑的功效歸根結底必然反映在其吸附活性上。 在磨機內的環境中,吸附在水泥熟料顆粒表面上的木質素磺酸鹽分子的活性部分(磺酸基等)與顆粒表面接觸,憎水基團則伸向大氣。由于木質素磺酸鹽是分子量高達幾百到幾百萬的物質,在顆粒上的吸附屬高分子吸附。由于水泥顆粒表面不可能是光滑表面的,且具有裂紋,因而木質素聚合度較低時,有利于吸附。木質素磺酸鹽在水泥顆粒上的吸附量隨著陽離子的價數而變化。當陽離子的價數相同時,吸附能力無大差別。作為助磨劑使用的木質素磺酸鹽,鎂鹽和鈣鹽比銨鹽好。 三、三乙醇胺 由山東省濟南市建筑材料設計研究院研制的AF復合水泥助磨劑,是由三乙醇胺(JA) 和氧化劑還原后的無機鹽類工業廢液(JF) 等復合而成的。它的特點在于既是助磨劑又是活性激發劑。助磨效果較好,使水泥磨產量提高12%以上,且可以激發礦渣活性,提高礦渣水泥中礦渣的摻量,并能提高水泥的早期強度,使后期強度得到改善。其助磨效果與復合成分的含量有關,在復合成分中JF占50%~60%,JA占40%~50%時效果最好,且影響助磨效果的決定因素是JA的添加量,JF等只是起輔助作用。使用AF復合水泥助磨劑能基本保證水泥的質量,還能提高水泥中礦渣的摻量,使水泥中可以摻加50%的礦渣,AF復合水泥助磨劑不僅能對礦渣水泥同樣起到助磨效果,而且還改善了水泥的后期強度,避免了單獨使用二乙醇胺而導致后期強度的下降,因此說AF復合水泥助磨劑更適合于生產礦渣水泥。 四、木質素 華南理工大學蘆迪芬、魏詩榴研究了一種木質素型復合水泥助磨劑。該助磨劑由三種工業廢料及副產品復合而成,其主要成分是木質素磺酸鹽,另配以少量有機化工產品TW及GL。TW及GL都是非離子型表面活性劑。 西南工學院蘇光蘭、張天石、徐彬等研究應用工業廢料開發了復合工業助磨劑新品種,該工業廢料基復合助磨劑,其有效助磨成分是木質素磺酸鹽。 許日昌等研究了代號為CMD的復合助磨劑。該復合助磨劑主要由椰子油系列和木質素磺酸鈣及少量的外加劑復合而成,其中,椰子油系列是有機化工產品,是一種強的非離子表面活性劑,在粉磨中其助磨效果較為顯著。 此類復合水泥助磨劑均將多種有效助磨成分配合在一起,在粉磨過程中發揮各自的助磨功效,因此,能顯著降低篩余細度,增加水泥比表面積;提高了物料的流動性,減少顆粒間粘附力和團聚作用,防止顆粒再度聚結,從而抑制粉磨逆過程的進行;同時能更有效地激發物料各組分中的潛在活性,獲得較高的水泥強度。 木質素型復合水泥助磨劑的主要成分木質素磺酸鹽來自紙漿廢液,價格低廉,是一種具有經濟效益和社會效益的助磨劑。 五、滑石或糖蜜類 由中國建筑材料科學研究總院研究了一種用滑石或糖蜜制成的水泥助磨劑,滑石摻量為水泥熟料的0.1%~1.0%,糖蜜摻量為水泥熟料的0.01%~0.1%;滑石為天然礦物,糖蜜為制糖廢液,以上兩種物質價格低廉,貨源充足,用其作助磨劑不僅具有節電效果,而且水泥各齡期強度均有提高,糖蜜作礦渣水泥助磨劑,解決了礦渣水泥助磨的問題。 六、膨脹珍珠巖 該水泥助磨劑由膨脹珍珠巖、萘磺酸銅甲醛縮合物、丙三醇、硫酸鋁鉀經磨細后混合而成。膨脹珍珠巖礦物組成有:石英、新生莫來石、微粒等,膨脹珍珠巖超細微粒作載體均化各有效組分,并與水泥中氫氧化鈣發生反應,提高了水泥石的密實度,使早期和后期強度得到增長;萘磺酸銅甲醛縮合物是離子型高分子化合物;丙三醇是非離子型高分子化合物;另外加激發劑(如硫酸鋁鉀),激發劑能提高水泥的早期和后期強度。 該水泥助磨劑具有三個顯著的特點:助磨作用、增強作用和安定劑作用。通過對水泥廠應用該助磨劑前后生產情況及水泥物理性能進行了對比,表明該助磨劑可提高粉磨效率,提高磨機產量13%,同時水泥各項性能指標有較大幅度的增長,可增加混合材摻量,減少熟料用量。 七、多配方、多性能、高效復合水泥助磨劑 近幾年,國內有研究單位已將重點放在了多配方、多性能、高效復合助磨劑的研究開發上,從情報資料及水泥廠的生產應用數據來看,取得了較好的研究成果。如中國建筑材料科學研究總院研究的水泥復合助磨劑、林哲山申請的水泥分散劑、合肥水泥研究設計院研究開發的HH-99水泥分散劑、洛陽萬順建材有限公司生產的CD-88系列水泥助磨劑等。 此類水泥助磨劑的研究不僅將多種有效助磨成分配合在一起,還在充分研究磨機的型號、規格和結構,熟料成分,混合材種類,成品水泥的各種物理及化學性能等的情況下,配入其他有效成分。因此,此類助磨劑不僅能發揮最佳助磨效果,而且能顯著改善水泥的物理和化學性能,另外,還具有適應性強的特點。 合肥水泥設計研究院研究開發的HH-99系列水泥分散劑是采用新型合成方法制成的界面活性劑,其原料主要為多種有效助磨物質,還包括少量的早強劑、防凍劑、減水劑、起泡劑等,具體配制以提高粉磨效率、改善產品的物理化學性能和用戶的特殊要求為指導原則。 該分散劑主要性能特點為: (1)產品呈棕色,無毒無味;常溫下,比重為1.125~1.130kg/cm3;阻燃防腐,對設備鋼筋等無任何腐蝕作用;對環境無污染,對人體無危害。 (2)提高粉磨細度(即降低篩余、提高比表面積),提高水泥早期強度3~5MPa,后期強度也有不同程度的提高。 (3)提高水泥磨機臺時產量15%~25%,節約電耗。 (4)提高水泥的耐凍性1.5倍,提高水泥的防水性。 (5)水泥的分散性及流動性好,可延長貯存期,且可以減少裝卸時耗。 (6)減少機械設備維修,降低研磨體消耗,降低設備磨損等。 該分散劑還具有適應性強、性能穩定、助磨劑用量少(用量為100~120g/t水泥) 等顯著特點。
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