[发明专利]用于制备矿山充填、干堆用胶凝材料的助磨剂

说明书

技术领域

本发明属于属粉体制备技术领域，具体涉及一种助磨剂，尤其是涉及一种以水渣、生石灰等混合料粉磨制备矿山充填、干堆用胶凝材料的助磨剂。

背景技术

随着现代科技和工业生产的高速发展，矿产需求量迅速增加，金属矿产资源的开发利用引发的地表破坏和尾砂排放，带来资源、环境和安全等诸多问题。通过利用全尾砂对采空区进行有效充填，可以从根本上解决矿产资源开采带来的环境和安全问题，同时还能充分地回收矿产资源，对促进采矿工业与资源、环境、安全和经济的协调发展有着重要的意义。但是全尾矿中细粒级颗粒含量高，含泥量高，传统的胶凝材料水泥已经无法满足胶结充填的需要，存在充填成本高、抗压强度低的问题，严重影响了全尾矿充填技术的推广和应用。为解决上述问题，经研究发现碱激活矿渣微粉具有独特的性能，作为矿山充填、干堆用的胶凝材料可以满足各种技术和经济要求。碱激活矿渣微粉的生产主要是将矿渣与生石灰、水玻璃等一些碱性物质按一定比例混合后进行粉磨，即得相应产品，其生产过程与水泥相似。

胶凝材料在细磨过程中，颗粒逐步细化，比表面积增大，其表面因断键而产生电荷，粒子相互吸附并出现团聚，使粉碎效率下降，同时，由于胶凝材料含多种化学原料以及控制成本的原因，水分与粒径难以控制，各种物料的易磨性不同，特别是水分对胶凝材料生产有严重影响，含水物料的韧性比干物料的大，不易粉磨，细粉易粘附在衬板表面，形成“缓冲垫”，降低球磨机的粉磨能力。含水细粉还易堵隔仓板篦缝，阻碍物料通过，导致球磨机产量下降，甚至引起饱磨。助磨剂是一种提高磨机粉磨效率、改善胶凝性能的化学外加剂，它吸附在物料颗粒表面和裂纹上，由于具有极性分子结构特征，它所提供的外来离子一方面中和了物料在粉磨过程摩擦产生的静电，减小了微粒聚集的能力，使物料颗粒与粉磨介质分离，减少或防止了粘球、糊磨现象，另一方面，助磨剂在物料粉磨过程中起平衡颗粒表面过剩价键的作用，使表面能降低，消除或减弱裂纹重新愈合、颗粒再次聚集的趋势。

目前市场上胶凝材料的助磨剂产品主要是针对水泥、矿渣微粉和钢渣微粉，专门针对此类胶凝材料生产的助磨剂还未见到使用和报道。中国专利申请201410435076.7公布了一种高效水泥液体助磨剂，是用自来水、硫酸钠、无水醋酸钠、三乙醇胺、乙二醇、磺化三聚氰胺树脂、糖蜜、甲酸钙进行配料制造液体助磨剂，该助磨剂在添加到水泥粉磨工艺使用时，能够提高粉磨效率，但用于制备矿山充填、干堆用胶凝材料时效果不明显。

助磨剂吸附于胶凝材料颗粒表面，吸附的化合物改变颗粒的表面特性，其对颗粒有以下四种作用：一是作为表面活性剂吸附在颗粒表面,屏蔽因为价键断裂而产生的静电荷，从而防止团聚的发生，在这种情况下使用极性化合物作为助磨剂最为合适；二是通过润湿和吸附作用使固体颗粒表面硬度降低，利于颗粒的进一步破碎；三是在球磨机里，粉磨速度与料和球之间相互作用的频率及效率成正比，助磨剂的加入使物料的流动性增加，从而增加料球之间相互作用的频率，提高了粉磨速度；四在机械粉磨过程中添加助磨剂有利于颗粒的粉碎,降低矿物质聚合度，提高其活性，增加比表面积，其中对胶凝材料强度贡献主要来自于助磨剂对颗粒产生的形态优化效应，另一方面也不可忽略助磨剂化学激发对水泥强度发展的作用。本发明正是基于以上原理的分析，针对胶凝材料粉磨生产过程中存在的问题，研发一种高效、复合型胶凝材料助磨剂，解决胶凝材料粉磨生产过程中存在的包球、糊磨等问题。

发明内容

本发明的目的就是针对由水渣、生石灰、水玻璃等组成的混合材料在粉磨过程中易糊球、难磨细的问题，而提供一种用于制备矿山充填、干堆用胶凝材料的助磨剂，能显著改善胶凝材料流动性，提高球磨机的研磨效率，提高磨机的台时产量，可以显著提高胶凝材料的早期强度，并适当提高后期强度。

为实现本发明的上述目的，本发明用于制备矿山充填、干堆用胶凝材料的助磨剂采用以下技术方案：

本发明用于制备矿山充填、干堆用胶凝材料的助磨剂是由以下组分、配比混合制备而成，原料各组分按质量百分含量配比如下：

(1)改性聚合多元醇20％～30％

(2)二乙醇单异丙醇胺5％～15％

(3)糖蜜10％～20％

(4)硫氰酸钠5％～10％

(5)偏铝酸钠5％～10％

(6)氟硅酸钠5％～10％

(7)余量为水。