[发明专利]一种水泥除铬剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水泥除铬剂及其制备方法，所述水泥除铬剂的原料按重量份数包括：乳化剂0.1～1份、稳定剂1～5份、还原剂10～30份、固化剂10～30份、水30～60份；所述还原剂为FeSOsubgt;4/subgt;·7Hsubgt;2/subgt;O，所述固化剂为包含三价铝盐化合物与有机酸的混合物。本发明以硫酸亚铁为基础添加物、复合添加其他化合物，通过耦合各组分的优点，得到还原效果好、还原能力稳定且成本合理的复合型除铬剂。

技术领域

本发明属于水泥外加剂技术领域，具体涉及一种水泥除铬剂及其制备方法。

背景技术

我国是水泥生产和使用大国，当前水泥行业战略发展方向已由高产量转变为高质量。由于原料、生产工艺等原因，水泥及其制品中往往含有少量的镉、铬、铅等有毒、有害物质，其中以六价铬Cr⁶⁺的危害最为严重。研究表明六价铬能透过细胞膜并具有强氧化作用，可严重损伤人体的消化道、呼吸道及皮肤黏膜，甚至有致癌作用。随着国民经济的不断发展，生态文明建设越来越受到重视，这就对水泥行业的绿色、健康、安全发展提出了更高的要求。在2016年实施的GB31893-2015国家标准中对水泥中水溶性六价铬的含量作出限制(≤10.00mg/kg)。在2020年GB175-2020《通用硅酸盐水泥》的标准中，已将水泥中水溶性铬(VI)正式纳入技术要求条款中。水泥中六价铬主要来源于原料(如泥灰岩或石灰石、黏土、铁矿等含有微量铬)、粉磨(原料的破碎和生料及水泥的粉磨，均可由于含铬破碎、研磨介质的磨损而引入水泥中)、含铬耐火砖(回转窑高温带使用含铬耐火砖，在回转窑的高温及出口处氧化及炉料高碱度等条件下，使铬氧化，致使水泥熟料中含有一定量的水溶性六价铬)、含铬废弃物(含铬废弃物作为替代原料或作为混合材的利用也是其中原因之一)等等。

为治理六价铬，水泥生产行业的研究者和制造企业开展了大量的研究工作，主要是从原料来源、工艺流程、添加剂成分等方面研究了水泥中水溶性六价铬的抑制原理及控制措施。六价铬的普遍治理方法，是利用六价铬的强氧化性和水溶性，采用化学还原的方法，加入还原剂，将六价铬还原为性能稳定、低毒的三价铬。常用的降铬剂为硫酸亚铁，因为硫酸亚铁成本低，溶解性较好，除铬效果好。但硫酸亚铁具有刺激性，吸入有毒，同时硫酸亚铁极易氧化，水泥粉磨过程中会失去结晶水使得可溶性降低，降低其使用效果，因此硫酸亚铁必须大掺量使用，如果大掺量使用，则可能会增加水泥用水量，延长凝结时间。而且硫酸亚铁会出现颜色变深的现象，甚至会对水泥其他指标产生不良影响，保存期限短，30d后就会失去还原效果，使得硫酸亚铁的应用将逐渐受到限制。而其他的除铬剂也存在自身不稳定，有刺激性和毒性，易被氧化，有效期短，成本高，影响水泥质量等问题。

目前水泥中六价铬的超标仍威胁着水泥及制品的产品安全，水泥企业如何绿色降铬仍是一个重要难题，因此，非常有必要研究开发具备还原效果好、还原能力稳定且成本合理的水泥除铬剂，促进水泥产业的绿色健康发展。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明以硫酸亚铁为基础添加物、复合添加其他化合物构成复合型除铬剂，通过耦合各组分的优点，使得复合型除铬剂还原效果好、还原能力稳定且成本合理。具体技术方案如下：

一种水泥除铬剂，原料按重量份数包括：乳化剂0.1～1份、稳定剂1～5份、还原剂10～30份、固化剂10～30份、水30-60份；所述还原剂为FeSO₄·7H₂O，所述固化剂为包含三价铝盐化合物与有机酸的混合物。

本发明在水泥除铬剂中加入固化剂，能够与3价铬发生络合反应生成络合物，防止铬的二次氧化，减少6价铬含量，延长水泥的存放时间。

具体地，所述乳化剂为桑葚多糖，所述稳定剂为甘油、聚丙烯酸酯、乙酸铵、碳酸铵、乙酸钠中的至少一种。