一种混凝土搅拌站废浆沉降剂及其制备方法和使用方法
阅读说明：本技术 一种混凝土搅拌站废浆沉降剂及其制备方法和使用方法 (Waste slurry settling agent for concrete mixing plant and preparation method and use method thereof ) 是由 刘明 王军 张磊 高育欣 曾超 杨文� 王福涛 叶子 闫松龄 吴雄 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种混凝土搅拌站废浆沉降剂及其制备方法和使用方法,属于混凝土搅拌站废浆沉降浓缩技术领域,该混凝土搅拌站废浆沉降剂包括以下质量份的原料：20～30份絮凝剂、10～20份密实剂和5～10份表面活性剂。本发明中的沉降剂加入到固含量为10％～35％废浆中沉降1～48h后可分离得到固含55％～60％的高固含废浆,简化了资源化利用固废过程,降低了企业的生产成本,具有良好的降本增效作用；可有效提升搅拌站废浆沉降效率,增加沉降后废浆固含,减小不同批次废浆沉降后固含差异,有助于废浆减量,实现搅拌站行业绿色生产。(The invention discloses a waste slurry settling agent for a concrete mixing plant and a preparation method and a using method thereof, belonging to the technical field of waste slurry settling and concentration of the concrete mixing plant, wherein the waste slurry settling agent for the concrete mixing plant comprises the following raw materials in parts by mass: 20-30 parts of flocculating agent, 10-20 parts of compacting agent and 5-10 parts of surfactant. The settling agent is added into waste slurry with solid content of 10-35% and settled for 1-48 h, and then high-solid-content waste slurry with solid content of 55-60% can be obtained through separation, so that the process of resource utilization of solid waste is simplified, the production cost of enterprises is reduced, and good cost reduction and effect enhancement effects are achieved; the settling efficiency of the waste slurry in the mixing plant can be effectively improved, the solid content of the settled waste slurry is increased, the solid content difference of the settled waste slurry in different batches is reduced, the waste slurry reduction is facilitated, and the green production of the mixing plant industry is realized.)
技术领域
本发明涉及混凝土搅拌站废浆沉降浓缩技术领域，具体涉及到一种混凝土搅拌站废浆沉降剂及其制备方法和使用方法。
背景技术
混凝土搅拌站废浆是清洗搅拌楼搅拌主机、混凝土搅拌车鼓内以及分离混凝土剩料，经砂石分离机分离出砂、石后的剩余产物。废浆由固渣(固体颗粒)和澄清液组成，固渣主要为部分未水化的胶凝材料、水化产物和少量石粉、泥等固体颗粒；废浆澄清液为废浆静置一段时间的上层清液，其pH值呈碱性，另外还含有混凝土的一些可溶解的无机盐、外加剂离子等废浆是搅拌站废物产生的主要种类，废浆的处置不利，极易造成环境污染。因此，如何实现搅拌站废浆的零排放是试验搅拌站绿色生产急需解决的问题。
混凝土搅拌站废浆内部含有大量砂石骨料及具有一定水化活性的粉料，具有回收利用的价值。目前搅拌站对废浆的处置主要是通过自然沉降分离出上层清液和下层废浆固体。为了加快沉降速率，沉降过程中常常加入聚合氯化铝、聚合硫酸铝等无机絮凝剂，或加入聚丙烯酰胺等有机絮凝剂。然而上述方法无法增加沉降后废浆固含，不同批次废浆沉降后固含差异大导致废浆回用困难，甚至常常需向沉降池中加入清水，不仅没实现减量化，反而使废浆有所增加。另外，由于实际生产过程中沉降后废浆放置时间不确定，当放置时间超过7天或更长时间后，下部沉降的废浆容易出现板结现象，影响废浆后续的出料等进一步处理。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的是提供一种混凝土搅拌站废浆沉降剂及其制备方法和使用方法，可有效提升搅拌站废浆沉降效率，增加沉降后废浆固含，减小不同批次废浆沉降后固含差异，有助于废浆减量，实现搅拌站行业绿色生产的目的。
为达上述目的，本发明采取如下的技术方案：
本发明提供一种混凝土搅拌站废浆沉降剂，包括以下质量份的原料：20～30份絮凝剂、10～20份密实剂和5～10份表面活性剂；
其中，絮凝剂为聚丙烯酰胺或二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物；密实剂为聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、马来酸-丙烯酸共聚物和丙烯酸-丙烯酸酯-磷酸-磺酸盐四元共聚物中的至少一种。
进一步地，上述混凝土搅拌站废浆沉降剂，包括以下质量份的原料：25份絮凝剂、15份密实剂和7份表面活性剂。
进一步地，表面活性剂为氨基酸型双子表面活性剂。
进一步地，氨基酸型双子表面活性剂优选为以下两种结构中的一种：
进一步地，絮凝剂的分子量为1000万～2000万g/mol。
进一步地，密实剂的分子量为100万～500万g/mol。
进一步地，上述混凝土搅拌站废浆沉降剂中絮凝剂、密实剂和表面活性剂的总质量浓度为0.1％～0.5％，其余为水。
本发明还提供上述混凝土搅拌站废浆沉降剂的制备方法，包括以下步骤：将絮凝剂溶于水中，配制为浓度0.05％～0.1％的溶液后再加入表面活性剂，搅拌溶清后再加入密实剂，配制为絮凝剂、密实剂和表面活性剂的总质量浓度为0.1％～0.5％的溶液。
本发明还提供上述混凝土搅拌站废浆沉降剂的使用方法，包括以下步骤：将混凝土搅拌站废浆沉降剂与混凝土搅拌站废浆按质量比1:100～1000进行混合，搅拌均匀，自然沉降1～48h后通过机械处理分离上层清液与下层废浆。
进一步地，混凝土搅拌站废浆沉降剂的使用方法中搅拌的参数为：搅拌转速为100～200rpm；搅拌时长为5～10min。
进一步地，混凝土搅拌站废浆沉降剂与混凝土搅拌站废浆的质量比为1:500～800。
本发明沉降前混凝土搅拌站废浆固含量为10％～35％，沉降后废浆固含量为55％～60％。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明提供了一种混凝土搅拌站废浆沉降剂，与现有废浆沉降剂相比，现有废浆沉降剂主要是无机或有机絮凝剂，加入到废浆中使颗粒发生絮凝作用后快速沉降，然而原废浆中团聚结构也跟着沉降，其中包含的水并未释放，因此加入絮凝剂与不加的空白相比，仅是沉降速度加快了，最终沉降平衡后废浆的固含并未增加。而本发明制备的废浆沉降剂中的密实剂聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、马来酸-丙烯酸共聚物，丙烯酸-丙烯酸酯-磷酸-磺酸盐对废浆中的颗粒具有一定吸附分散作用，可打破废浆颗粒团聚结构，释放更多的自由水，之后在聚丙烯酰胺或二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物的絮凝作用下快速沉降，得到颗粒密实度更高，固含更高的废浆。
2、本发明提供的沉降剂中使用的氨基酸型双子表面活性剂包含的氨基与羧基可通过氢键吸附在废浆颗粒表面，与絮凝剂中的酰胺键协同作用，形成交联型的网状结构，增强微粒间的“架桥”效应，形成更大的聚集体，进一步加速沉降速度。
3、本发明的沉降剂应用方法简便，掺量仅为废浆质量的0.1％～1％，应用在10％～35％不同固含的搅拌站废浆中，可得到固含55％～60％的废浆，沉降后的废浆固含差异小，有利于多批次统一处理，简化了后续处理工艺。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种混凝土搅拌站废浆沉降剂的制备，包括以下步骤：
将20份分子量为1500万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物溶于20000份水中，搅拌至澄清，加入10份的Gemini-A，在加入10份分子量200万g/mol的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，搅拌至完全溶清得到沉降剂。
实施例2
一种混凝土搅拌站废浆沉降剂的制备，包括以下步骤：
将25份分子量为1000万g/mol的聚丙烯酰胺溶于30000份水中，搅拌至澄清，加入10份的Gemini-A，再加入5份分子量200万g/mol的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和10份分子量300万g/mol的聚丙烯酸钠，搅拌至完全溶清得到沉降剂。
实施例3
一种混凝土搅拌站废浆沉降剂的制备，包括以下步骤：
将20份分子量为2000万g/mol的聚丙烯酰胺和5份分子量为1500万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺溶于40000份水中，搅拌至澄清，加入15份的Gemini-B，再加入10份分子量100万g/mol的丙烯酸-丙烯酸酯-磷酸-磺酸盐四元共聚物和10份分子量300万g/mol的聚丙烯酸钠，搅拌至完全溶清得到沉降剂。
实施例4
一种混凝土搅拌站废浆沉降剂的制备，包括以下步骤：
将10份分子量为2000万g/mol的聚丙烯酰胺和15份分子量为2000万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺溶于40000份水中，搅拌至澄清，加入20份的Gemini-B，再加入10份分子量100万g/mol的水解聚马来酸酐和10份分子量200万g/mol的马来酸-丙烯酸共聚物，搅拌至完全溶清得到沉降剂。
实施例5
一种混凝土搅拌站废浆沉降剂的制备，包括以下步骤：
将5份分子量为1500万g/mol的聚丙烯酰胺和20份分子量为2000万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺溶于30000份水中，搅拌至澄清，加入15份的Gemini-A，再加入10份分子量100万g/mol的水解聚马来酸酐和10份分子量200万g/mol的马来酸-丙烯酸共聚物，搅拌至完全溶清得到沉降剂。
实施例6
一种混凝土搅拌站废浆沉降剂的制备，包括以下步骤：
将5份分子量为1500万g/mol的聚丙烯酰胺和20份分子量为2000万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺溶于30000份水中，搅拌至澄清，加入10份的Gemini-B，再加入20份分子量300万g/mol的聚丙烯酸钠，搅拌至完全溶清得到沉降剂。
对比例1
将20份分子量为1500万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物溶于20000份水中，搅拌至澄清得到沉降剂。
对比例2
将20份分子量为1500万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物溶于20000份水中，搅拌至澄清，加入10份的Gemini-A，搅拌至澄清得到沉降剂。
对比例3
将20份分子量为1500万g/mol的二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物溶于20000份水中，搅拌至澄清，加入10份分子量200万g/mol的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，搅拌至完全溶清得到沉降剂。
对比例4
将10份的Gemini-A溶于2000份水中，搅拌至澄清，得到沉降剂。
对比例5
将10份分子量200万g/mol的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物溶于2000份水中，搅拌至澄清，得到沉降剂。
实验例1
将实施例中2g混凝土搅拌站废浆沉降剂与1000g固含30％的搅拌站废浆在1L烧杯中混合，以150rpm的转速搅拌5min后自然沉降分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取50g废浆测试固含，分别编号w1，w6，w24，沉降7天后倒出上层清水及下层废浆，记录烧杯底部无法倒出的板结浆体高度。本例分别检测实施例1～6及对比例1～5的沉降效果，其结果见表1。
表1空白例、实施例1～6及对比例1～5的沉降效果
根据表1数据中实施例1～6与空白例的数据可以看出，相比空白例，不同沉降剂对废浆的沉降速度均有提升，沉降24h后废浆固含可提升10-15个百分点。而对比例1的数据说明单用絮凝剂能提升前期沉降速度，但24h固含没有提升。对比例2说明絮凝剂加表面活性剂能提升前期沉降速度，但24h固含没有明显提升；对比例4说明单加表面活性剂沉降速度和沉降后废浆固含没有提升；对比例3说明絮凝剂加密实剂可以提升沉降速度和沉降后废浆固含，但相比实施例1～6固含稍低，对比例5说明单加密实剂既不能提升沉降速度，也不能增加沉降固含。综合实施例和对比例可以看出氨基酸型双子表面活性剂能减少烧杯底部板结的废浆量，抑制废浆的板结。上述对比结果说明沉降剂中三种组分具有协同作用，相比三种组分单加或两两组合，三种组分组合一起对废浆的沉降速度及沉降后固含及抑制板结均有明显提升。
实验例2
取2g实施例6所得的沉降剂，分别与1000g固含10％(编号组别1)，15％(编号组别2)，20％(编号组别3)，25％(编号组别4)，30％(编号组别5)，35％(编号组别6)的废浆在1L烧杯中混合，以150rpm的转速搅拌5min后自然沉降分别在沉降1小时、6小时、24小时后吸出上层清水，取50g废浆测试固含，分别编号w1，w6，w24，沉降7天后倒出上层清水及下层废浆，记录烧杯底部无法倒出的板结浆体高度。测试结果见表2。
表2测试结果
由表2测试数据可以看出，不同初始固含的废浆沉降后的固含均在55％～60％之间，废浆固含差异小，有利于多批次统一处理，可简化后续处理工艺。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本领域的技术人员不经创造性劳动即对所描述的具体实施例做的修改或补充或采用类似的方式替代仍属本专利的保护范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：用于水产养殖的除氮产品及其制备方法