[发明专利]一种镍铁渣用活性激发型助磨剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废渣资源化利用领域，具体涉及一种镍铁渣用活性激发型助磨剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济建设的飞速发展，在工业生产过程中产生了大量有色冶金废渣。红土镍矿冶炼镍铁废渣（简称镍铁渣）是提炼金属镍或是在镍铁合金冶炼过程中排出的废弃物，经冷水水淬后形成的一种粒化炉渣。据统计，2013年我国全年镍铁产量达71万吨，伴随产生的镍铁渣超过4500万吨。到2015年，预计镍铁渣的总排放量将接近一亿吨，超过铜渣、锰渣等冶金渣的排放总量，约占到冶金渣总排放量的五分之一。目前，我国对镍铁渣的综合利用率不足10%，其处理方式多以露天堆存或填埋，这不仅浪费资源，而且占用大量的土地，破坏周边的生态环境。

冶金炉渣在建筑材料领域的资源化利用已经有大量成功的案例，如矿渣、钢渣、尾矿、粉煤灰等已成功应用于水泥混凝土行业。镍铁渣的化学成分与高炉矿渣类似，如果能将镍铁渣磨细制成微粉用作生产水泥混合材与混凝土掺合料，不仅可以消化大量镍铁渣，从而解决冶金工业废渣排放难题和环境污染问题，而且也为水泥与混凝土的生产找到一种大宗的原料来源，缓解水泥与混凝土行业的资源危机，并能降低水泥生产环节的总能耗，部分解决水泥工业的能源问题，从而实现冶金渣在水泥工业的资源化利用。

由于镍铁渣易磨性差、活性低，严重制约其在建筑材料领域的资源化利用。针对这一问题，相关专家学者做了大量研究工作，对镍铁渣易磨性的研究取得一定进展，但效果不是很理想，而且镍铁渣活性较低的问题也没有得到解决。

如何将镍铁渣的粉磨助磨与活性激发两种技术相结合，制备出一种镍铁渣用活性激发型助磨剂，是冶金渣利用行业的新课题，也是本发明的关键。

发明内容

本发明在于提供一种镍铁渣用活性激发型助磨剂及其制备方法，该活性激发型助磨剂可有效解决镍铁渣易磨性差、活性低的问题，并且使镍铁渣在作为水泥混合材和混凝土掺合料使用时，具有增塑、增强的作用。该活性激发型助磨剂的原料来源方便、生产工艺简单、成本比较低廉，因此，本发明对于镍铁渣在建筑材料领域的资源化高效利用具有十分重要的意义。

为解决镍铁渣易磨性差、活性低的问题，本发明提供了一种镍铁渣用活性激发型助磨剂及其制备方法：

1）激发剂的制备：该激发剂是由煅烧明矾石、水玻璃和松香酸钠按照（1-4）:（1-5）:（1-6）的质量比组成的，将1-4质量份的煅烧明矾石、1-5质量份的水玻璃和1-6质量份的松香酸钠加入搅拌设备内，搅拌5min，得到均质的激发剂。

2）镍铁渣用活性激发型助磨剂的制备：该助磨剂由聚合多元醇、焦磷酸钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、乙酸乙酯、激发剂和水组成；首先将2%-25wt%聚合多元醇、1%-15wt%椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、1%-10wt%乙酸乙酯和1%-5wt%焦磷酸钠，边搅拌边加入94%-37wt%的水中，搅拌10min，得到初料；然后将配制好的1%-8wt%激发剂加入初料中，搅拌5min，即得该发明的产品。

本发明所制备的镍铁渣用活性激发型助磨剂，既能解决镍铁渣易磨性差的问题，同时又能解决镍铁渣活性低的问题，从而将助磨和活性激发有效结合在一起。

该镍铁渣用活性激发型助磨剂中的聚合多元醇是多元醇及聚合多元醇、聚合醇胺等多种液体有机物的混合液，主要成分包括：二乙二醇、丙三醇、二聚丙三醇、三聚丙三醇、三乙醇胺（TEA）、脂肪酸钠和水。它是一种绿色环保的新型助磨剂原料，具有很好的助磨效果，并且无毒、无腐蚀、非易燃易爆。用此原料生产镍铁渣用活性激发型助磨剂，可完全替代醇类组分，而且增强效果好于醇类；用其1.5倍的量替代部分三乙醇胺（20~30%），对活性混合材的助磨增强效果基本与三乙醇胺相同，替代后，水泥助磨剂的成本更低、性能更优、适应性更强。

在镍铁渣的粉磨过程中，发生颗粒由大到小的变化，加入焦磷酸钠、乙酸乙酯和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺制备的镍铁渣用活性激发型助磨剂，在镍铁渣粉磨的不同阶段发挥不同的作用。在粉磨初期，它起着降低镍铁渣颗粒表面能的作用，促使颗粒表面裂纹扩大，促进物料的粉磨。到了粉磨的中后期，它主要起分散作用，以延缓或减轻细物料的聚集作用，因为它能在镍铁渣颗粒的表面产生选择性吸附和电性中和，消除静电效应，减少颗粒聚集的能力和机会，提高细粉的分散度，减少磨内包球和糊衬板的现象，消除由于钢球和衬板因粘附细粉而带来的衬垫效应。因此，本发明的产品在粉磨的全过程中，都起着提高磨机粉磨镍铁渣的效率的作用。