阅读说明：本技术 一种低掺量水泥除铬助磨剂及其制备方法 (Low-doping cement chromium-removing grinding aid and preparation method thereof ) 是由 李耀 陈烽 张辉 宋南京 司宏振 吕晓 秦尤敏 冯恩娟 王志强 刘秀敏 张晓莺 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低掺量水泥除铬助磨剂及其制备方法,属于水泥外加剂技术领域。该水泥除铬助磨剂由以下重量份的原料制备而成：醇胺类物质20-40份,醇类物质20-40份,三氯化锑25-40份,乙醇5-15份。本发明使用三氯化锑作为六价铬还原剂,能够与助磨剂主要原料醇胺和醇类物质实现良好的配伍性,实现了助磨剂与六价铬还原剂一起复配使用。本发明巧妙的利用三氯化锑与醇胺类物质形成酸碱配合物,不仅保留了Sb<Sup>3+</Sup>对于Cr<Sup>6+</Sup>的还原作用,而且形成的酸碱配合物,较三氯化锑具有更好的稳定性,具有掺量低,生产成本低,使用方便,兼具除铬效果和助磨效果双重作用,具有较好的推广应用价值。(The invention discloses a low-doping cement chromium-removing grinding aid and a preparation method thereof, belonging to the technical field of cement additives. The cement chromium-removing grinding aid is prepared from the following raw materials in parts by weight: 20-40 parts of alcohol amine substances, 20-40 parts of alcohol substances, 25-40 parts of antimony trichloride and 5-15 parts of ethanol. According to the invention, antimony trichloride is used as a hexavalent chromium reducing agent, so that good compatibility with main raw materials of the grinding aid, namely hydramine and alcohols can be realized, and the grinding aid and the hexavalent chromium reducing agent can be compounded for use. The invention skillfully utilizes antimony trichloride and alcamines to form acid-base complexes, thereby not only reserving Sb 3+ for Cr 6+ The reduction effect of the composite material, and the formed acid-base complex have better stability than antimony trichloride, have low doping amount, low production cost and convenient use, have double effects of chromium removal effect and grinding aid effect, and have better popularization and application values.)

一种低掺量水泥除铬助磨剂及其制备方法

技术领域

本发明属于水泥外加剂技术领域，具体涉及一种低掺量水泥除铬助磨剂及其制备方法。

背景技术

水泥粉磨是水泥生产工艺中最重要的一个环节，而粉磨工艺中的电耗约占水泥生产总能耗的60％-70％，其中水泥成品的粉磨电耗占总电耗30％-40％。水泥的粉磨工艺是水泥物料颗粒由大变小的过程，也是将电能转化为机械能进而转化为水泥粉体表面能的能量转化过程，而能量转化效率决定了能量的利用率，提高粉磨工艺过程中能量的转化效率就能提高能量的利用率从而降低成本。助磨剂能够在粉磨过程中通过吸附作用阻止裂纹闭合从而促进裂纹扩展，降低粉磨过程中的粉磨功耗，在选粉过程中通过分散作用，提高选粉机效率，阻止合格细粉回到粉磨循环中，从而达到节能降耗的作用。

2015年9月，中国正式发布国家强制性标准GB31893-2015《水泥中水溶性铬(Ⅵ)的限量及测定方法》，并于2016年10月1日起正式实施，要求水泥中铬(Ⅵ)的限量为不大于10mg/kg。目前常用的消除六价铬的方法是采用还原剂将有毒的六价铬还原成无毒的三价铬，采用的还原剂一般是亚铁盐、亚锡盐等，此类还原剂与碱性的醇胺类物质配伍性较差，且用量较大，一般不能与传统助磨剂复配使用，并且大多作为粉体产品形式使用，使用成本较高，不便推广。基于以上问题，我们选择了能够与醇胺类，醇类等助磨剂主要原料具有良好配伍性的六价铬还原材料，以开发一种掺量低并且具有助磨剂和六价铬还原双重作用的产品。

发明内容

本发明是为了解决助磨剂与六价铬还原剂配伍使用的问题，使用三氯化锑作为六价铬还原剂，能够与助磨剂主要原料醇胺和醇类物质实现良好的配伍性，实现了助磨剂与六价铬还原剂一起复配使用。

本发明采用以下技术方案：

一种低掺量水泥除铬助磨剂，它是由以下重量份的原料制成：醇胺类物质20-40份，醇类物质20-40份，三氯化锑25-40份，乙醇5-15份。

所述醇胺类物质为三乙醇胺或二乙醇单异丙醇胺中的一种或两种。

所述醇类物质为乙二醇。

所述三乙醇胺为含量85%工业品。

所述二乙醇单异丙醇胺为含量85%工业品。

所述乙二醇为95%工业品。

所述乙醇为含量95%的工业乙醇。

所述助磨剂根据水泥中六价铬含量，掺加量为水泥质量的0.02%-0.04%。

所述三氯化锑为含量99.5%工业品。

一种所述的低掺量水泥除铬助磨剂的制备方法，它包括以下步骤：

（1）首先将配方量的三氯化锑溶解在乙二醇中，形成溶液；

（2）向上述溶液中加入醇胺类物质，并向反应釜内通入冷却水；待滴加完毕，反应完全系统温度稳定之后，升温至60℃，保温30分钟；

（3）最后加入乙醇调节产品的粘度，搅拌均匀之后即可。

本发明的有益效果：

（1）本发明涉及产品使用三氯化锑作为六价铬还原组分，巧妙的利用三氯化锑与醇胺类物质形成酸碱配合物，不仅保留了Sb³⁺对于Cr⁶⁺的还原作用，而且形成的酸碱配合物，较三氯化锑具有更好的稳定性。复配的醇胺类化合物还能够对水泥生产起到助磨分散作用，改善水泥的物理性能。

（2）本发明提供一种乳液形式的产品，具有掺量低，生产成本低，使用方便，兼具除铬效果和助磨效果双重作用，具有较好的推广应用价值。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

实施例1

一种低掺量水泥除铬助磨剂，具体由以下重量份的原料制备而成：三乙醇胺20份，乙二醇20份，三氯化锑25份，乙醇5份。

所述三乙醇胺为含量85%工业品；

所述乙二醇为含量95%工业品。

所述三氯化锑为工业品99.5%。

所述乙醇为含量95%的工业乙醇。

一种低掺量水泥除铬助磨剂的制备方法：

（1）将一定重量份的三氯化锑溶解在乙二醇中，形成溶液；

（2）向上述溶液中加入三乙醇胺，并向反应釜内通入冷却水。待滴加完毕，反应完全系统温度稳定之后，升温至60℃，保温30分钟。

（3）最后加入乙醇调节产品的粘度，搅拌均匀之后即可。

实施例2

一种低掺量水泥除铬助磨剂，具体由以下重量份的原料制备而成：二乙醇单异丙醇胺30份，乙二醇30份，三氯化锑35份，乙醇10份。

所述二乙醇单异丙醇胺为含量85%工业品：

所述乙二醇为含量95%工业品。

所述三氯化锑为工业品99.5%。

所述乙醇为含量95%的工业乙醇。

一种低掺量水泥除铬助磨剂的制备方法：

（1）将一定重量份的三氯化锑溶解在乙二醇中，形成溶液；

（2）向上述溶液中加入二乙醇单异丙醇胺，并向反应釜内通入冷却水。待滴加完毕，反应完全系统温度稳定之后，升温至60℃，保温30分钟。

（3）最后加入乙醇调节产品的粘度，搅拌均匀之后即可。

实施例3

一种低掺量水泥除铬助磨剂，具体由以下重量份的原料制备而成：二乙醇单异丙醇胺40份，乙二醇20份，三氯化锑40份，乙醇15份。

所述二乙醇单异丙醇胺为含量85%工业品：

所述乙二醇为含量95%工业品。

所述三氯化锑为工业品99.5%。

所述乙醇为含量95%的工业乙醇。

一种低掺量水泥除铬助磨剂的制备方法：

（1）将一定重量份的三氯化锑溶解在乙二醇中，形成溶液；

（2）向上述溶液中加入醇胺类物质，并向反应釜内通入冷却水。待滴加完毕，反应完全系统温度稳定之后，升温至60℃，保温30分钟。

（3）最后加入乙醇调节产品的粘度，搅拌均匀之后即可。

除铬效果测试

水泥物料配比：选择熟料80%，炉渣5%，粉煤灰5%，天然石膏5%和石灰石5%。分四个试验组，每个试验组称取5Kg水泥物料，分别按配比加入实施例1-3以及市售亚铁盐还原剂混合均匀，另设空白对比例，即不添加除铬剂。分别加入Φ500×500mm水泥实验小磨，粉磨20分钟，然后将磨制的水泥按照 GB31893－2015《水泥中水溶性铬（VI）的限量及测定方法》标准测定水泥中水溶性铬（VI）的含量。

从实施例实验数据来看，本发明涉及六价铬还原剂具有较好的六价铬还原效果，在掺量极低的情况下，就可以将空白16.9ppm含量的Cr⁶⁺降低到4ppm以下。与市售亚铁盐类还原剂比较具有较好的助磨以及除铬效果。满足GB31893－2015《水泥中水溶性铬（VI）的限量及测定方法》标准要求的10ppm以下。另外从水泥物理性能可以看出，本发明涉及六价铬水泥专用助磨剂同时还有一定的助磨增强效果，水泥3d和28d强度较空白有2Mpa和4Mpa左右的增加，45um筛余和80um筛余都有所降低，体现了除铬效果和助磨效果的双重效果。

需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。