一种复合生料煅烧熔解促进剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合生料煅烧熔解促进剂及其制备方法，涉及水泥煅烧技术领域，本发明专利技术熔解促进剂包括改性纳米材料组分3

【技术实现步骤摘要】
一种复合生料煅烧熔解促进剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于水泥煅烧
，具体涉及一种复合生料煅烧熔解促进剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥熟料的烧成是一个固液反应过程。开始进行的是固相反应，随着温度的升高和液相的生成，又开始了固液反应过程。在熟料的生产过程中，CaCO3的分解、液相的形成等过程需要消耗大量的能量，而在熟料的反应过程中各反应过程速度较慢，从而影响了熟料的产量、质量。因此，期望在水泥中添加外加剂来改善和调节水泥熟料性能和水泥煅烧过程，熔解促进剂应运而生。在生料中加入少量熔解促进剂，再进行煅烧，就能达到改善生料易烧性、提高熟料的产量、质量，降低能耗的目的。
[0003]目前用于水泥煅烧改善的方式多为添加传统矿化剂，如常用的萤石、石膏矿化剂及各种金属尾矿矿化剂等，虽具有一定的改善生料易烧性效果，但因引入的传统矿化剂会产生氟硫以及重金属等有害气体物质排放。而且传统矿化材料大部分存在质量波动大，水泥窑工况波动明显，掺量较大，采用粉体掺量，计量不准确等缺陷。其他的大部分用于水泥制备的添加剂多存在着只单纯添加大量无机盐、无限制添加NaCl的现象，造成水泥中氯离子超标，锈蚀混凝土建筑中的钢筋，严重影响混凝土的耐久性，给建筑物造成安全隐患并减少使用寿命；硫离子、氟离子等离子的大量引入在水泥熟料煅烧过程中也会产生大量有毒害气体，不符合“绿色水泥”的环保理念。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述问题，提供一种复合生料煅烧熔解促进剂及其制备方法，该促进剂可降低水泥液相生成温度，促进水泥熟料烧成，提高水泥熟料强度，且所用纳米材料制备方法工艺简单，反应后杂质离子易于去除，相较于传统无机纳米材料制备方法，制得材料纯度更高，活性更强。
[0005]纳米材料是处于亚稳态的物质，比表面积大，粒径小，表面原子比例高，具有独特的电子运动状态和表面效应。纳米材料的粒径为纳米级，性质非常活泼，有很强的化学反应活性；纳米粒子比表面积大、表面原子配位不足等性质增加了表面的活性中心，从而使其具有催化活性，而纳米复合材料通常具有各组分性能的协同效果。
[0006]活化煅烧熔解组分一方面使煅烧熔解组分粒度减小、比表面积增大；另一方面破坏晶体结构，加深了煅烧熔解组分颗粒的无定形程度，使晶体结构趋向无定形化，降低各元素电子结合能、表面结合能，从而提高煅烧熔解组分颗粒的反应活性。此外引入的化学耦合激发剂可能会与煅烧熔解组分组分发生物理、化学双吸附，使得表面电位负移，有助于降低团聚程度。
[0007]本专利技术结合稀土元素可以促进硅酸盐矿物晶体增长，加快固相反应的质点扩散，过渡金属物质可以降低液相共熔点，降低水泥熟料的烧成温度，改善熟料的易烧性，纳米复
合材料高化学活性和各组分性能的协同促进，分散剂的加入可以均匀分散改性纳米材料组分和煅烧熔解组分在液体中的悬浮能力的优势，制备一种复合生料煅烧熔解促进剂，达到节能降耗、提高产量、提高强度、降低成本、减少排放的目的。
[0008]为实现上述技术目的，本专利技术提供了一种复合生料煅烧熔解促进剂，包括以下重量百分比的原料制备而成：改性纳米材料组分3
‑
10％、煅烧熔解组分10
‑
20％、分散剂1
‑
2％、消泡剂3
‑
5％，其余为水。
[0009]所述改性纳米材料组分为稀土离子/过渡金属离子共掺的无机纳米材料，该无机纳米材料包括不同的稀土元素化合物与过渡金属元素化合物，所述稀土元素化合物为碳酸镱、碳酸铈、碳酸铒、碳酸镥中的1～3种，所述过渡金属元素化合物为氯化锡、氯化钒、氯化锆、氯化钛中的1～3种；所述煅烧熔解组分为萤石、重晶石、稀土中的一种或几种；所述分散剂为聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇200和聚乙二醇400中的一种或几种；所述消泡剂为聚醚改性硅油、三烷基三聚氰胺和月桂酸中的一种或几种。
[0010]所述稀土离子/过渡金属离子共掺的无机纳米材料的制备方法是将稀土源化合物溶液、化工轻油、非离子型乳化剂和醇类化合物混合，搅拌后形成乳液体系，向所述乳液体系中加入过渡金属化合物，调节pH至呈中性，即得一种稀土离子/过渡金属离子共掺的无机纳米材料，所述非离子型乳化剂为烷基酚的聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚；所述醇类化合物为正丁醇；所述制备方法是将各原料复合后，调节pH至呈中性，反应温度为70～80℃，反应时间为2～5h。
[0011]所述煅烧熔解组分的活化方法是煅烧熔解组分经烘干后，加入行星磨内，同时向磨内加入化学耦合激发剂一起粉磨，粉磨时间60min，所述化学耦合激发剂为油酸钠、硅酸钠和碳酸钠中的一种或几种。
[0012]所述一种复合生料煅烧熔解促进剂的制备方法，具体包括如下步骤：
[0013](1)制备改性纳米材料组分：将3gCe2(CO3)3·
5H2O溶于适量蒸馏水形成0.1mol Ce2(CO3)3·
5H2O溶液，1.0gSnCl4溶于适量蒸馏水形成0.1molCe2(CO3)3·
5H2O溶液，将0.1mol Ce2(CO3)3·
5H2O、化工轻油、烷基酚的聚氧乙烯醚、正丁醇依次加入烧杯中进行混合，形成乳液体系，再加入0.1molSnCl4，乳液体系中的各物质作为反应介质对配比无严格要求，Ce2(CO3)3·
5H2O与SnCl4的质量比为3:1，用高速剪切乳化搅拌机，在3000r/min下搅拌7min，选取质量浓度为40％的烧碱溶液采用滴加的方式调节乳液pH，当pH值约为7时则停止滴加碱性试剂，将上述体系置于78℃的恒温水浴锅中4小时，取出静置，将上层液体倒出，余下部分放入105℃烘箱中干燥3h，将所得固体用蒸馏水反复清洗3次，再次烘干，即得到复合无机纳米材料；
[0014](2)制备活化的煅烧熔解组分：所述煅烧熔解组分为萤石，萤石经烘干后，加入行星磨内，同时向磨内加入2％的质量比为1：6的油酸钠和硅酸钠一起粉磨，粉磨时间60min，即可得到活化的煅烧熔解组分；
[0015](3)制备分散剂：聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇200和聚乙二醇400按照质量比4:5:7:8混合，具体步骤是先将液体溶剂通过搅拌器搅拌均匀，然后将固体料分批次加入溶液中，待固体均匀分散在液体时，即得分散剂；
[0016](4)制备消泡剂：聚醚改性硅油、三烷基三聚氰胺和月桂酸按照质量比3:3:4混合，具体步骤是通过搅拌器将各液体溶剂依次分批加入搅拌器，各搅拌5
‑
10min，全部加料完毕
后继续搅拌10min使其充分搅拌均匀，即得消泡剂；
[0017](5)制备复合生料煅烧熔解促进剂：将上述步骤(1)至步骤(4)制备所得的各组分和水依次按照重量百分比5％、20％、1％、4％和70％混合，具体步骤是将步骤(3)中制备所得的分散剂与水以重量百分比1％：70％的比例混合，搅拌5min使其分散均匀，得到分散液A；将步骤(4)中制备所得的消泡剂以重量百分比2％加入分散液A，搅拌5
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合生料煅烧熔解促进剂，其特征在于，包括以下重量百分比的原料制备而成：改性纳米材料组分3
‑
10％、煅烧熔解组分10
‑
20％、分散剂1
‑
2％、消泡剂3
‑
5％，其余为水，所述改性纳米材料组分为稀土离子/过渡金属离子共掺的无机纳米材料，该无机纳米材料包括不同的稀土元素化合物与过渡金属元素化合物，所述稀土元素化合物为碳酸镱、碳酸铈、碳酸铒、碳酸镥中的1～3种，所述过渡金属元素化合物为氯化锡、氯化钒、氯化锆、氯化钛中的1～3种；所述煅烧熔解组分为萤石、重晶石、稀土中的一种或几种；所述分散剂为聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇200和聚乙二醇400中的一种或几种；所述消泡剂为聚醚改性硅油、三烷基三聚氰胺和月桂酸中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的一种复合生料煅烧熔解促进剂，其特征在于，所述稀土离子/过渡金属离子共掺的无机纳米材料的制备方法是将稀土源化合物溶液、化工轻油、非离子型乳化剂和醇类化合物混合，搅拌后形成乳液体系，向所述乳液体系中加入过渡金属化合物，调节pH至呈中性，即得一种稀土离子/过渡金属离子共掺的无机纳米材料，所述非离子型乳化剂为烷基酚的聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚；所述醇类化合物为正丁醇；所述制备方法是将各原料复合后，调节pH至呈中性，反应温度为70～80℃，反应时间为2～5h。3.一种煅烧熔解组分的活化方法，其特征在于，将权利要求1所述的煅烧溶解组分经烘干后，加入行星磨内，同时向磨内加入化学耦合激发剂一起粉磨，粉磨时间60min，所述化学耦合激发剂为油酸钠、硅酸钠和碳酸钠中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种复合生料煅烧熔解促进剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)制备改性纳米材料组分：将3g Ce2(CO3)3·
5H2O溶于适量蒸馏水形成0.1mol Ce2(CO3)3·
5H2O溶液，1.0g SnCl4溶于适量蒸馏水形成0.1mol Ce2(CO3)3·
5H2O溶液，将0.1mol Ce2(CO3)3·
5H2O、化工轻油、烷基酚的聚氧乙烯醚、正丁醇依次加入烧杯中进行混合，形成乳液体系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈名秀，陶钱忠，吕晓，陈祥菊，王佳宁，胡文博，冯文刚，程泽洲，
申请(专利权)人：安徽海螺制剂工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：