水泥研磨助劑組合物的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年6月25日提交的臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)為2504/CHE/2012的優(yōu)先 權(quán)，所述臨時(shí)申請(qǐng)以其全文通過(guò)引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明總的涉及用于水泥制造的研磨助劑組合物。
【背景技術(shù)】
[0004] 生產(chǎn)水泥通常是通過(guò)煅燒原料來(lái)生成燒結(jié)"熟料（Clinker) "。然后將石膏與少量 的熟料混合，并研磨該混合物至具有相對(duì)大表面積的細(xì)碎態(tài)以形成成品水泥。
[0005] 熟料的研磨消耗大量能量及時(shí)間，因此工業(yè)上的常規(guī)實(shí)踐是采用研磨助劑。通過(guò) 提高研磨過(guò)程的效率，研磨助劑降低了研磨所需的能量和時(shí)間的量。降低的能量消耗可以 顯著改進(jìn)水泥工廠的總的成本效率，例如通過(guò)降低該工廠的操作成本，增大水泥產(chǎn)量，和/ 或減小研磨給定量的水泥所需的研磨設(shè)備的尺寸。
[0006] 由于許多原因，先前已知的研磨助劑存在缺陷，包括它們通常需要多種成分（> 4)，這些成分中的許多并不顯著有助于研磨效率的改進(jìn)。
[0007] 本發(fā)明所解決的問(wèn)題是提供一種水泥研磨助劑組合物，該水泥研磨助劑組合物在 水泥研磨過(guò)程中提供改進(jìn)的效率。
[0008]發(fā)明概沐
[0009] 我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)以下方式來(lái)改進(jìn)水泥研磨效率：在其中加入包含伯或仲烷 醇胺及二醇化合物的研磨助劑組合物。有利的是，所述研磨助劑組合物最小化水泥顆粒的 團(tuán)聚以及它們對(duì)研磨介質(zhì)（例如，在研磨機(jī)中使用的鋼球）表面的附著，從而改善了研磨過(guò) 程的能量和粉碎效率。
[0010] 由此，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于水泥熟料研磨的研磨助劑組合物，所述 組合物包括：烷醇胺化合物，其是伯烷醇胺化合物、仲烷醇胺化合物、或其混合物；及二醇。
[0011] 在另一方面，本發(fā)明提供了一種水泥混合物，包括：水泥熟料、石膏、一種或多種填 料、及如本文所述的研磨助劑組合物。
[0012] 在又一方面，本發(fā)明提供了一種用于提高研磨效率和/或改進(jìn)水泥比表面積的方 法，該方法包括：共同研磨由水泥熟料、石膏、一種或多種填料及如本文所述的研磨助劑組 合物組成的混合物。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 除非另有說(shuō)明，數(shù)值范圍，例如在"從2至10"所示，包含所定義范圍的數(shù)值（例如 2 和 10)〇
[0014] 除非另有說(shuō)明，比例、百分比、份數(shù)等都是以重量計(jì)。
[0015]如上所述，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于水泥熟料研磨的研磨助劑組合 物。該組合物有利地改進(jìn)了水泥研磨過(guò)程的效率?？梢圆捎美缬《葮?biāo)準(zhǔn)局（Bureau of Indian Standards)的 IS 4〇31 (第 2 部分）：1"9 年（2〇04 年重訂），"Methods of physical tests for hydraulic cement ：Part 2-Determination of fineness by Blaine air permeability method(第二版）"來(lái)測(cè)量該效率。該測(cè)試比較了采用包含本發(fā)明的研 磨助劑組合物的水泥混合物和不包含所述組合物的水泥混合物在相同的時(shí)間量下獲得的 顆粒細(xì)度。由此，正如通過(guò)實(shí)施例所證實(shí)的，在一些實(shí)施方案中，獲得了至少約2%、或者至 少約3%、或至少約4%的細(xì)度改進(jìn)。在一些實(shí)施方案中，該改進(jìn)約7. 13%。
[0016] 采用研磨助劑的益處也可通過(guò)研磨助劑組合物對(duì)產(chǎn)品性能的影響來(lái)衡量，例如 當(dāng)水泥用于建筑用混凝土?xí)r的抗壓強(qiáng)度和/或相關(guān)性能。在一些實(shí)施方案中，采用本發(fā) 明的組合物獲得了至少33MPa、或者至少39MPa的28天抗壓強(qiáng)度。采用印度標(biāo)準(zhǔn)局的IS 4031(第 6 部分）：1988 年（2005 年重訂），"Methods of physical tests for hydraulic cement ：Part 6-Determination of compressive strength of hydraulic cement other than masonry cement (第一版）"來(lái)測(cè)量該抗壓強(qiáng)度。
[0017] 通過(guò)采用水泥研磨助劑組合物的改進(jìn)還可以通過(guò)與對(duì)照樣品比較、在研磨過(guò)程中 為了在水泥混合物中獲得相當(dāng)細(xì)度所降低的能量消耗來(lái)衡量。例如，在一些實(shí)施方案中，采 用本發(fā)明在5kg規(guī)模的能量消耗可以是0. 5kWh/批或更低，或者0. 35kWh/批或更低。
[0018] 本發(fā)明的研磨助劑組合物包括：烷醇胺化合物，其是伯烷醇胺化合物、仲烷醇胺化 合物、或其混合物；及二醇。
[0019] 合適的伯烷醇胺化合物包括：例如，包含c2-c8羥基烷基基團(tuán)、優(yōu)選C2-(；羥基烷基 基團(tuán)的胺化合物。在一些實(shí)施方案中，該伯烷醇胺化合物是單乙醇胺、單異丙醇胺、單丁醇 胺（正、異或叔，其中優(yōu)選單異丁醇胺）、或它們的混合物。優(yōu)選的伯烷醇胺是單異丙醇胺 (MIPA)〇
[0020] 合適的仲烷醇胺化合物包括：例如包含至少一個(gè)、優(yōu)選兩個(gè)（獨(dú)立選擇的）c2-c8 羥基烷基基團(tuán)的胺化合物。在一些實(shí)施方案中，該仲烷醇胺化合物是包含兩個(gè)獨(dú)立選擇的 c2-c4羥基烷基基團(tuán)的胺。在一些實(shí)施方案中，該仲烷醇胺化合物是二乙醇胺、二異丙醇胺、 二異丁醇胺或它們的混合物。優(yōu)選的仲烷醇胺是二乙醇胺0EA)。
[0021] 在一些實(shí)施方案中，該研磨助劑組合物包含基于該研磨助劑組合物的總重量的至 少40wt%、或者至少50wt%、或至少60wt%的烷醇胺（伯烷醇胺和仲烷醇胺二者）。在一 些實(shí)施方案中，該研磨助劑組合物包含70wt %或更少的烷醇胺。
[0022] 用于本發(fā)明的合適的二醇包括：例如，聚亞烷基二醇，例如如下結(jié)構(gòu)式的化合物： H〇-(CH 2CH(R)-0)n-H，其中R是H或甲基，n是從1至10、優(yōu)選從1至5的整數(shù)。在一些實(shí)施 方案中，二醇化合物是單乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、單丙二醇、二丙二醇、三丙 二醇或它們的混合物。優(yōu)選的二醇化合物包含單乙二醇（MEG)、丙二醇（PG)或它們的混合 物。
[0023] 在一些實(shí)施方案中，該研磨助劑組合物包含基于該研磨助劑組合物的總重量的至 少25wt%、或者至少35wt%、或至少40wt%的二醇。在一些實(shí)施方案中，該研磨助劑組合物 包含50wt%或更少的二醇。
[0024] 在一些實(shí)施方案中，在該組合物中，所有烷醇胺與二醇的重量比例是從3 : 1至 1 : 1。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該重量比例是1 : 1。
[0025] 在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該研磨助劑組合物包含二乙醇胺和二醇化合物，該二醇化 合物是單乙二醇、丙二醇或它們的混合物。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，該研磨助劑組合物 包含二乙醇胺和二醇化合物，該二醇化合物是單乙二醇、丙二醇或它們的混合物，且二乙醇 胺和二醇的重量比例為從3 : 1至1 : 1，優(yōu)選為1 : 1。
[0026] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的研磨助劑組合物可包含水作為其它添加劑。當(dāng)存 在水時(shí)，基于該研磨助劑組合物的總重量，水可以占大于〇wt%，或者至少15wt%、或至少 30wt%。在一些實(shí)施方案中，該研磨助劑組合物包含55wt%或更少的水。
[0027] 本發(fā)明的研磨助劑組合物可摻入多種類型的水泥混合物中，包括水硬性水泥，例 如波特蘭水泥或Pozzolona波特蘭水泥。一種依據(jù)本發(fā)明的水泥混合物包括：如上所述的 研磨助劑組合物、水