[发明专利]一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法，包括：(1)取30重量份碱渣与7.5～70重量份水混合，经筛分得粒径小于1mm、固含量为30％～40％的悬浊液；(2)将悬浊液、离子促溶剂和研磨介质混合，置于湿磨机研磨，得中值粒径为2μm～5μm的浆料；(3)对步骤(2)所得浆料进行固液分离，抽走上层清液，得脱氯碱渣浆料；(4)加水使脱氯碱渣浆料的固含量达20％～25％，之后与分散剂、聚丙烯酸酯塑化剂、研磨介质混合，置于湿磨机研磨，得中值粒径小于100nm的纳米碱渣。本发明方法工艺简单，耗水量小，除氯效率高，所制备的纳米碱渣早强剂，分散效果良好。

技术领域

本发明属于建筑材料外加剂技术领域，特别涉及一种湿磨除氯纳米碱渣无机盐早强剂的制备方法。

背景技术

纳米材料具有极小的尺寸、极大的比表面积和极高的表面能，其颗粒尺寸在1nm～100nm之间。将纳米材料(如纳米SiO₂、CaCO₃等)加入水泥基胶凝材料中，因其优良的填充效应、表面效应和晶核效应，可填充水泥颗粒之间的空隙，降低水泥浆体的孔隙率，从而提高密实程度。纳米材料还可为水泥水化产物提供晶核，促进水泥的水化。纳米材料在水泥基胶凝材料中有着广泛的应用，也是未来建材发展的一大趋势。

目前纳米材料的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法等，但都普遍存在原材料昂贵、成本高以及效率低等问题。公开号为CN1974398A的中国专利公开了一种硅溶胶改性纳米CaCO₃复合粒子的制备方法，该方法将一定固含量的纳米CaCO₃水悬浮液与硅溶胶混合，经超声波分散处理后，升高温度，继续强力搅拌，将具有较强表面活性的小粒径纳米硅溶胶通过溶胶凝胶法部分脱水缩合，沉积在纳米碳酸钙的表面上，制备出尺寸大小为40nm～60nm的高表面活性的纳米CaCO₃复合粒子。

公开号为CN102267707A的中国专利公开了一种沉淀法制备碳酸锂纳米颗粒的方法，该方法采用微结构反应器，在20℃～60℃温度下，将氢氧化锂溶解于乙醇水溶液与二氧化碳反应，之后进行气液分离，对固相进行纯水洗涤、干燥及研磨，得到纳米碳酸锂。

公开号为CN103450474A的中国专利公开了一种利用微乳液法制备纳米材料的方法，该方法将预制纳米材料的单体微乳液、预制引发剂微乳液、预制聚合物纳米乳液在相应的聚合温度下混合搅拌，之后再蒸馏、洗涤、抽滤及干燥处理得到聚合物纳米材料。

目前纳米材料的制备方法普遍以化学合成为主，难以在建筑行业中大规模应用，因此寻找一种低成本高产率的纳米晶核制备工艺十分有必要。

纯碱(Na₂CO₃)是一种基础化工原料，广泛用于建筑、农业和化工等领域。在我国现有制碱工艺中氨碱法制碱占有着较大比重，然而氨碱法制碱过程中将排放大量碱渣，碱渣的年排放量高达350万吨，极大的制约氨碱法制碱工艺的发展。碱渣组成成分有碳酸钙、氯化钙、硫酸钙、氧化钙、氢氧化钙和氯化钠等。其结构松散，表面粗糙，孔隙较多且大，颗粒成云层状或聚集成云团粒，有着较高的pH、较大的氯含量以较强的吸湿性，因此难以有效处理和消纳，这导致了碱渣的大量堆放，其有害成分还可随雨水渗透到地下，不仅占用大量土地面积，同时对地表环境和水体造成严重的污染。

目前，碱渣的处理主要包括：将其应用于化工领域，用来制备化工产品，例如用作脱硫剂或回收碳酸钙等；将其应用于农业领域，用来制备钙镁多元复肥料、土壤改良剂等；将其用于建材领域，用来烧制碱渣水泥，制备碱渣砖和固化土等。但上述应用都因碱渣有较高氯离子含量而受到一定限制。例如将其用作脱硫剂时，较高的氯离子含量会腐蚀仪器设备。用于建筑材料时，会腐蚀钢筋，发生泛霜现象并对建筑材料的耐久性能、机械性能等产生负面影响。作为钙镁多元复肥料，较高的氯离子含量侵蚀土壤且不利于农作物生长。