利用粗塔尔油分离精制残渣生产混凝土外加剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用粗塔尔油分离精制残渣生产混凝土外加剂的方法，（１）、粗塔尔油分离精制残渣的脱臭：在残渣中按固液比１∶０．３～０．５的比例加入质量浓度为２０％～３０％的过氧化氢或２０％～４０％过硫酸钾溶液进行搅拌除臭；（２）、脱臭后残渣的皂化：将脱臭后的残渣放入容器中，加入占残渣质量２０％～４０％的氢氧化钠或碳酸钠，以及占残渣质量２．０％～１０．０％的醇胺类物质，在７０～１００℃进行搅拌皂化，时间为１．０～４ｈ，所得溶液质量浓度控制在４０％～７５％；（３）、配伍复合：将上述溶液的温度降至５０～７０℃，加入占残渣质量５％～１０％的α－烯基磺酸盐（ＡＯＳ）、十二烷基磺酸钠（Ｋ１２）和／或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（ＡＥＳ），充分溶解，得到质量浓度为４０％～７５％的膏状混凝土外加剂。本发明专利技术成本低，掺量少，使用效果好，易于运输和保管，施工操作方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用粗塔尔油分离精制残渣改性生产混凝土外加剂的方法。
技术介绍
粗塔尔油是硫酸盐松木制浆厂的副产品之一，虽然成分变化范围较大，但一般认 为粗塔尔油的主要含量为树脂酸(又名松香酸)、脂肪酸，和少量中性物质及使油具有暗色 的氧化物，广泛应用于制造肥皂、润滑剂、浮选剂、施胶剂、乳化剂、粘接剂以及油漆、油墨工 业等。 在硫酸盐法制浆中，木材中的油脂和树脂成分，由于碱的作用而变成皂，溶解在黑 液中，同时中性油也被抽出溶解于皂液中，这就是硫酸盐皂。当黑液浓縮到一定浓度时，硫 酸盐皂就浮在黑液上面。分离出来的硫酸盐皂是黑褐色半流体，含油50 55% wt的浮油， 将皂化物在贮存槽静置分离后，和洗涤液(用苛性钠、芒硝、食盐等等配制) 一起被送进洗 涤槽，强碱性的洗涤液可以有效地除去皂化物中60 80%的木素以及大约50%的纤维和 杂质。洗涤槽内洗涤过的皂化物用蒸汽直接加热到7(TC，再送往酸化系统，用酸(硫酸、硝 酸或盐酸等均可)进行分解，皂化物和酸在反应器里反应后，分解成粗塔尔油、木素、纤维 和石膏等组分，同时释放出H2S和C02气体，这些气体被送往洗涤器进行洗涤，然后将酸化后 的混合物送往沉降槽分离器静置沉降，由于粗塔尔油和木质素密度差别不大，较难完全分 离，收集上层油层即可得到纯度较高的塔尔油，也称之为木浆浮油、或塔罗油或妥尔油，塔 尔油主要是由树脂酸、脂肪酸、中性物及杂质的混合物。各成分的含量因树种、气候、树龄、 蒸煮条件、分离条件的不同而异。分离出来的中间层则含有部分粗塔尔油和木质素，由于粗 塔尔油和木质素分离较困难，一般企业将此部分分离出来后以很低的价格卖给周边的小化 工企业，回收其中残余的油，如果量少的话，则一般作为垃圾被废弃掉，浪费了资源，经济效 益低。三层中最下层为废酸，分离后，把它送到废酸槽，待加碱后供下一次洗涤粗硫酸盐皂 使用。 引气剂应用于混凝土已有70多年。引气剂是一种表面活性剂，能在混凝土搅拌过 程中引入许多微小而独立分布稳定而封闭的气泡，起到分散性和湿润性作用，从而改善混 凝土和易性，提高抗冻融耐久性和抗渗性能。混凝土中的气泡结构，直接影响和易性和抗冻 融耐久性。优质引气剂引入的气泡呈球形，直径约20 200 ii m，间距系数小于200 y m。通 常，原材料以及水灰比相同的混凝土，未掺引气剂时含气量约1.5%，冻融次数只有15 25 次；而掺优质引气剂的混凝土，当骨料粒径为20 80mm，含气量3% 6%时，冻融次数可 达200次以上。微小气泡像滚珠一样起着润滑作用，它还有效地隔离水泥粒子分散后的再 次重新吸附，并且切断硬化混凝土中的毛细管通道，从而改善了混凝土的和易性，提高可泵 性。此外，引气型减水剂还能进一步提高混凝土或砂浆的减水率，降低水灰比，弥补强度损 失和降低坍落度的经时损失。 优质引气剂不仅能和多种减水剂、防冻剂、泵送剂等复合使用，而且能和硅粉、粉 煤灰、磨细矿渣、沸石粉、膨胀剂等共同使用，达到进一步改善混凝土性能的目的。目前国内3常用的引气剂大致可分为两种类型 ①松香类引气剂 松香类引气剂主要是松香酸皂化物以及松香和苯酚、硫酸、氢氧化钠等在一定温 度下縮合反应成酯类，经进一步縮聚成为较大分子，再经过氢氧化钠处理，成为钠盐的縮聚 物，即松香热聚物。这类引气剂至今已有70多年，被广泛应用于路面混凝土、水工及港工混 凝土和一些有防渗、抗冻要求的混凝土工程。它对改善混凝土的和易性、保水性，提高耐久 性效果显著。但难以溶解，使用时需加热、加碱，与其他外加剂相容性较差等缺点，还需改 进。 ②非松香类表面活性剂 自20世纪60年代，开始研制和使用非松香类引气剂，如磺基苯磺酸钠、0P乳化剂、 皂英粉、改良型阴离子表面活性剂801、901A等引气剂。这类引气剂的化学结构特点是在非 离子表面活性剂基础上引入亲水基，使其易溶于水，起泡性好，泡沫较细，并且能较好地与 其他品种外加剂复合，已成功地应用于水工混凝土工程中。阴离子型表面活性剂如烷基苯 磺酸钠，易溶于水，易起泡，但其泡沫较大，易消失。此外，非离子型表面活性剂烷基酚的环 氧乙烯加成物，也有引气作用，但价格较高。以三枯皂苷为主要成分的引气剂，近年也在一 些工程中得到应用。 在我国商品混凝土施工中使用较多的引气剂多为一些阴离子表面活性剂，主要品 种有松香皂、松香热聚物引气剂、三帖皂苷引气剂(以植物皂荚为原料)、烷基磺酸盐(主要 是十二烷基硫酸钠)、烷基苯磺酸钠及聚醚与多种表面活性剂复合物、丙烯酸环氧酯树脂合 成型引气剂、聚硅氧烷混凝土引气剂、高性能硫酸酯盐类混凝土引气剂及聚羧酸类混凝土 引气剂等。 碱木素及其磺酸盐是一种阴离子表面活性剂，具有减水、缓凝、起泡与分散作用， 通常作为普通减水剂在商品混凝土、泵送混凝土、防水混凝土、水工混凝土、道路混凝土、高 强混凝土(需控制掺量)中得到较广泛的使用。 粗塔尔油分离精制后的残渣酸值为120 140mg KOH/g，树脂酸含量为44% 50%，脂肪酸含量为25% 30%，不皂化物含量为11 15%，碱木素含量为5.0% 8. 0%。利用粗塔尔油分离精制后残渣改性生产混凝土外加剂不仅实现了粗塔尔油油精制 分离后残渣资源的综合利用，同时又解决原料流失和污染问题，并能降低生产成本，提高利 润。利用含碱木素的粗塔尔油分离精制残渣制备混凝土外加剂，具有原料来源较丰富，价 格低廉且产品不需要经过分离就可直接使用的特点，在实际生产中具有广阔的应用前景， 对促进节能减排和资源充分利用，保护环境和实现可持续发展有着较重大的社会及经济意 义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种施工操作方便、生产效率高、生产成本低、 环境友好的，以解决此类残渣成分复 杂、分离成本高且通常被当作废弃物处理掉或低值利用等主要缺陷。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供的利用粗塔尔油分离精制残渣生产混凝土外 加剂的方法，其特征是采用如下步骤(1)、粗塔尔油分离精制残渣的脱臭在残渣中按固(质量)液(体积)比 1 : 0. 3 0. 5的比例加入质量浓度为20% 30%的过氧化氢或20% 40%过硫酸钾溶 液进行搅拌除臭； (2)、脱臭后残渣的皂化将脱臭后的残渣放入容器中，加入占残渣质量20% 40%的氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2C03)，以及占残渣质量2. 0% 10. 0%的醇胺类物质， 在70 IO(TC进行搅拌皂化，时间为1. 0 4h，所得溶液质量浓度控制在40% 75% ; (3)、配伍复合将上述溶液的温度降至50 70°C ，加入占残渣质量5% 10%的 a-烯基磺酸盐(A0S)、十二烷基磺酸钠(K12)和/或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，充分 溶解，得到质量浓度为40% 75%的膏状混凝土外加剂。 将上述步骤(3)中得到的膏状混凝土外加剂通过喷雾干燥方法，则可制得固体粉 状型混凝土外加剂。 所述的醇胺类物质为一 乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。 上述步骤(3)中将溶液的温度降至50 701:后加入占残渣质量2% 5%的黄原 胶、明胶、骨胶或阿拉伯胶。 作为本专利技术的一种改进，(1)上述内容中所提到的塔尔油也称为粗木浆浮油、或塔 罗油、或妥尔油；(2)原料也可直接使用粗塔尔油来制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用粗塔尔油分离精制残渣生产混凝土外加剂的方法，其特征是：采用如下步骤：　　（１）、粗塔尔油分离精制残渣的脱臭：在残渣中按固（质量）液（体积）比１∶０．３～０．５的比例加入质量浓度为２０％～３０％的过氧化氢或２０％～４０％过硫酸钾溶液进行搅拌除臭；　　（２）、脱臭后残渣的皂化：将脱臭后的残渣放入容器中，加入占残渣质量２０％～４０％的氢氧化钠或碳酸钠，以及占残渣质量２．０％～１０．０％的醇胺类物质，在７０～１００℃进行搅拌皂化，时间为１．０～４ｈ，所得溶液质量浓度控制在４０％～７５％；　　（３）、配伍复合：将上述溶液的温度降至５０～７０℃，加入占残渣质量５％～１０％的α－烯基磺酸盐、十二烷基磺酸钠和／或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，充分溶解，得到质量浓度为４０％～７５％的膏状混凝土外加剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋新元，万晓清，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]