一种复合液体原料矿化剂的制作方法

1.本发明涉及水泥工艺外加剂技术领域，特别涉及一种复合液体原料矿化剂。

背景技术：

2.水泥生产一般经历生料制备、熟料煅烧与水泥粉磨3个步骤。其中生料制备包括物料破碎、原料预均化、原料的配比、生料的粉磨和均化；熟料煅烧包括煤粉制备、熟料煅烧和冷却；水泥的粉磨。其中熟料煅烧是决定水泥生产成本和质量的关键因素。
3.在熟料煅烧过程中，主要发生干燥、粘土质原料脱水、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧结、熟料冷却等物理化学变化，其中碳酸盐的分解和液相的形成等过程需要消耗大量的能量，因此促进碳酸盐的分解、改变液相形成条件至关重要。
4.在生料中加入少量矿化材料是加速固相反应和促进烧结常用的一种方式。矿化剂的引入可降低最低共熔温度、增加液相量、降低液相粘度、降低表面张力，以促进固相反应的进行,加速熟料矿物的形成。同时可有效地降低熟料中游离氧化钙含量，达到改善生料易烧性、降低能耗的目的，实现水泥生产过程节能、降耗、减排和环保理念的有机结合。

技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题：本发明的目的在于提供一种复合原料矿化剂，可以促进水泥生料的分解，有助于降低液相温度，加速水泥熟料的烧成，实现水泥生产的节能、降耗、减排。
6.为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
7.一种复合原料矿化剂，按重量份数包括以下原料：促分解组分10-35重量份、矿化组分25-45重量份、有机助磨组分15-30重量份、水35-55重量份。
8.优选地，所述促分解组分由羟基乙叉二膦酸四钠、乙二胺四亚甲基膦酸、氯化钡组成。
9.优选地，所述羟基乙叉二膦酸四钠、乙二胺四亚甲基膦酸、氯化钡质量比为2：3：2。
10.优选地，所述矿化组分由硫酸氢钠、亚铁、氯化钠、六氟钛酸钾组成。
11.优选地，所述硫酸氢钠、亚铁、氯化钠、六氟钛酸钾质量比为3：8：10：1。
12.优选地，所述有机助磨组分由羟丙基甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、糖蜜组成。
13.优选地，所述羟丙基甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、糖蜜的质量比为3：1：20。
14.本发明获得的有益效果：本发明多种功能组分复合，兼具显著的助磨、矿化、促分解的作用，可有效降低水泥熟料制备时的能耗，实现水泥工业节能减排，是一种性能优异的原料矿化剂。本发明中的矿化组分，在水泥熟料煅烧过程中，可降低共熔点，降低液相生成温度和液相粘度，促进固液反应，加速水泥熟料的烧成，部分元素可进入硅酸盐相的结构中形成固溶体，改善熟料矿物的热力学稳定性，从而达到提高水泥熟料质量的作用；有机酸及有机酸盐的引入使得碳酸盐晶格发生畸变，促进碳酸钙的分解；有机助磨组分如羟丙基甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠等可消除物理粉磨过程中产生静电，以及防止物理破碎后细
小裂纹闭合，降低物料过粉磨，继而达到提高生料磨机台时产量、降低粉磨电耗的作用；部分组份在高温时分解，使挥发分含量增加，析出速率加快，提高煤粉燃烧效率。
具体实施方式
15.下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
16.实施例1：
17.一种复合液体原料矿化剂，包括以下重量百分比的原料制备而成：促分解辅助剂15重量份、矿化辅助剂25重量份、有机助磨辅助剂20重量份，水40重量份。
18.所述促分解辅助剂为羟基乙叉二膦酸四钠、乙二胺四亚甲基膦酸、氯化钡按照质量2：3：2混合得到。羟基乙叉二膦酸四钠可进入caco3的晶格内部，促使发生caco3晶格畸变，降低晶格能；乙二胺四亚甲基膦酸可以降低caco3分解表面活化能，进而降低caco3分解温度；同时氯化钡的引入也可使caco3产生晶格缺陷，提高其反应活性，促进其发生分解。
19.所述矿化辅助剂为硫酸氢钠、亚铁、氯化钠、六氟钛酸钾按照质量比3：8：10：1混合得到。硫酸氢钠可使液相粘度降低，有利于液固界面反应；亚铁可提高煅烧过程中液相含量；氯化钠也有助于改善高温烧成过程中液相的性质；六氟钛酸钾的元素可进入硅酸盐相的结构中形成固溶体，提高水泥熟料质量；同时多种矿化组分协同作用，可进一步有效降低最低共熔温度，降低液相出现温度，扩大烧成温度。
20.所述有机助磨辅助剂为羟丙基甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、糖蜜按照质量比3：1：20混合得到。羟丙基甲基纤维素可有效稳定料层，提高生料的粉磨效率；阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、糖蜜可吸附在caco3表面，消除物理粉磨过程中产生静电，防止物理破碎后裂纹的闭合，提升水泥的研磨效率、减缓生料的过粉磨现象，提高选粉效率，显著提高生料台时，达到节能效果。
21.本实施例中制备的原料矿化剂在使用时，掺量为每吨水泥生料掺入外加剂的量为生料重量的0.08～1.2％。
22.实施例2：
23.一种复合原料矿化剂，包括以下重量百分比的原料制备而成：促分解辅助剂10重量份、矿化辅助剂25重量份、有机助磨辅助剂15重量份，水35重量份。
24.所述促分解辅助剂为羟基乙叉二膦酸四钠、乙二胺四亚甲基膦酸、氯化钡按照质量2：3：2混合得到。
25.所述矿化辅助剂为硫酸氢钠、亚铁、氯化钠、六氟钛酸钾按照质量比3：8：10：1混合得到。
26.所述有机助磨辅助剂为羟丙基甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、糖蜜按照质量比3：1：20混合得到。
27.实施例3:
28.一种复合液体原料矿化剂，包括以下重量百分比的原料制备而成：促分解辅助剂35重量份、矿化辅助剂45重量份、有机助磨辅助剂30重量份，水55重量份。
29.所述促分解辅助剂为羟基乙叉二膦酸四钠、乙二胺四亚甲基膦酸、氯化钡按照质量2：3：2混合得到。
30.所述矿化辅助剂为硫酸氢钠、亚铁、氯化钠、六氟钛酸钾按照质量比3：8：10：1混合得到。
31.所述有机助磨辅助剂为羟丙基甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、糖蜜按照质量比3：1：20混合得到。
32.对比例1：其余均与实施例1相同，不同之处在于不含羟基乙叉二膦酸四钠。
33.所述促分解辅助剂为乙二胺四亚甲基膦酸、氯化钡按照质量3：2混合得到。
34.对比例2：其余均与实施例1相同，不同之处在于将羟基乙叉二膦酸四钠等量替换为氨基三亚甲基膦酸钠。
35.对比例3：其余均与实施例1相同，不同之处在于将羟基乙叉二膦酸四钠等量替换为二乙烯三胺五甲叉膦酸钠。
36.生料粉磨性能测试
37.取巢湖海螺水泥有限责任公司生料原料作为实验样品，原料经烘干破碎后搅拌均匀，模拟工厂实际水泥原料，每次小磨取用5000g进行粉磨，粉磨设定时间12分钟。
38.表1生料助磨性能结果
[0039][0040][0041]
由表1结果可见，羟基乙叉二膦酸四钠的加入可以有效降低80μm筛余百分比，减少过细粉末的占比，实施例1～3相较对比例1～3能够有效降低筛余，缓解过粉磨现象。
[0042]
分解率测试
[0043]
取巢湖海螺水泥水泥有限公司入窑生料粉，将生料粉在105℃温度下烘干2h，将水泥生料添加剂按不同掺量与生料粉混合均匀，每个坩埚装1g混合后的生料粉、平摊均匀后，在750℃下分别煅烧30min，测其烧失量，结果如表2所示：
[0044]
表2分解率测试结果
[0045][0046]
上述结果表明羟基乙叉二膦酸四钠具有明显的提升烧失量的作用，且提升作用明显高于氨基三亚甲基膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠。本技术中加入的羟基乙叉二膦酸四钠可以有效提升生料粉的分解率，同时也使得矿化剂具备较好的助磨效果。
[0047]
水泥熟料煅烧性能
[0048]
取巢湖海螺水泥水泥有限公司入窑生料粉，将生料粉在105℃烘干3h，移入950℃煅烧30分钟，然后快速移入高温炉中在1350℃和1450℃中煅烧30分钟，急冷后测定其游离氧化钙。
[0049][0050][0051]
出人意料地是，表3结果表明羟基乙叉二膦酸四钠还有具有较弱的矿化效果，能够有限地降低游离氧化钙含量，而氨基三亚甲基膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠等组分不仅没有降低游离氧化钙含量的趋势，甚至还有不降反升的态势。羟基乙叉二膦酸四钠在矿化作用上明显好于氨基三亚甲基膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠等物质。
[0052]
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

技术特征：

1.一种复合原料矿化剂，其特征在于，按重量份数包括以下原料：促分解组分10-35重量份、矿化组分25-45重量份、有机助磨组分15-30重量份、水35-55重量份。2.根据权利要求1中所述的一种复合原料矿化剂，其特征在于：所述促分解组分由羟基乙叉二膦酸四钠、乙二胺四亚甲基膦酸、氯化钡组成。3.根据权利要求2中所述的一种复合原料矿化剂，其特征在于：所述羟基乙叉二膦酸四钠、乙二胺四亚甲基膦酸、氯化钡质量比为2：3：2。4.根据权利要求1中所述的一种复合原料矿化剂，其特征在于：所述矿化组分由硫酸氢钠、亚铁、氯化钠、六氟钛酸钾组成。5.根据权利要求4中所述的一种复合原料矿化剂，其特征在于：所述硫酸氢钠、亚铁、氯化钠、六氟钛酸钾质量比为3：8：10：1。6.根据权利要求1中所述的一种复合原料矿化剂，其特征在于：所述有机助磨组分由羟丙基甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、糖蜜组成。7.根据权利要求6中所述的一种复合原料矿化剂，其特征在于：所述羟丙基甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、糖蜜的质量比为3：1：20。

技术总结

本发明公开了一种复合液体原料矿化剂，属于水泥工艺外加剂技术领域。该复合原料矿化剂由以下组分制成：促分解组分10-35重量份、矿化组分25-45重量份、有机助磨组分15-30、水35-55重量份。本发明添加剂可消除静电，缓解过粉磨现象，有效提高生料的粉磨效率，可降低碳酸钙表观分解能，促进生料分解反应，且多组分的协同作用，改善熟料晶体形成条件，促进水泥熟料烧成，减少水泥熟料制备过程中的能源消耗。减少水泥熟料制备过程中的能源消耗。