利用植物秸稈發(fā)酵廢渣制備水泥助磨劑，不僅為生產(chǎn)水泥助磨劑節(jié)約了成本，而且使生物發(fā)酵殘渣得到了高附加值的應用，有利于提高資源的綜合利用率，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，對促進循環(huán)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。 1.研究的主要內(nèi)容 利用植物秸稈發(fā)酵廢渣制備水泥助磨劑是山東宏藝科技股份有限公司與南京工業(yè)大學聯(lián)合開發(fā)的新項目。項目研究制備的水泥助磨劑以生物 發(fā)酵廢渣為主要原料，通過催化、氧化、磺化反應使草本木質素的苯丙烷結構中鍵合大量的磺酸根離子基團，在堿性條件下使纖維素分解成小分子，然后通過甲醛縮 合進行羥甲基化反應，制得含有強表面活性的改性木質素磺酸鹽縮合物和纖維素水解物的混合物，再將制得的混合物與激發(fā)劑、增強劑進行復合，從而制備出草本植 物木質素型水泥助磨劑。 本項目研究了物料配比、反應溫度、反應時間、反應液p H 值等不同合成工藝對制備的水泥助磨劑產(chǎn)品性能的影響。通過小磨試驗，探討了不同條件下制備水泥助磨劑對水泥比表面積、凝結時間、標準稠度需水量、抗壓強度 和抗折強度的影響，確定了木質素型水泥助磨劑的最佳合成工藝，并進行了中試規(guī)模試驗。按照最佳生產(chǎn)工藝方法進行擴大化中試生產(chǎn)試驗，并將產(chǎn)品在部分水泥企 業(yè)中進行了應用。 2.解決的關鍵技術難題 （1）本項目充分利用植物秸稈發(fā)酵廢渣中的有效成分———木質素、纖維素、半纖維素、蛋白質及少量的糖類物質，通過化學反應使各組 分變成有利于改善水泥粉磨效率的強表面活性劑和增強劑，將其應用在水泥粉磨過程中，充分發(fā)揮各組分的協(xié)同作用，提高水泥粉磨效率，改善水泥的物理性能，有 效解決了大量工業(yè)廢渣的堆放問題，且提高了其應用附加值。 （2）以植物秸稈發(fā)酵廢渣為主要原料制備水泥助磨劑，原料廉價易得，降低了水泥助磨劑的生產(chǎn)成本，解決了目前水泥助磨劑生產(chǎn)成本較高的問題，具有經(jīng)濟和環(huán)保的雙重意義。 （3）應用本項目研發(fā)的水泥助磨劑，能夠提高磨機臺時產(chǎn)量，在水泥質量保持不變的情況下能夠有效減少熟料用量，多摻工業(yè)廢渣，從而降低了水泥的生產(chǎn)成本，減少了因水泥生產(chǎn)帶來的不可再生資源的消耗和C O2、S O2及N Ox的排放。 （4）本項目合成工藝簡單，不需要提純、烘干等措施，直接利用，生產(chǎn)一步到位，具有良好的工業(yè)化應用前景。此外，本項目研發(fā)的水泥助磨劑產(chǎn)品無毒、無刺激性氣味、無腐蝕性，容易在水泥企業(yè)中推廣使用。 3.取得的主要成果 （1）對植物秸稈發(fā)酵廢渣進行初步處理后，通過磺化、羥甲基化、縮合改性后復配的方法，成功制備了木質素型水泥助磨劑。 （2）將本項目研發(fā)的水泥助磨劑應用到水泥生產(chǎn)中，能夠有效提高水泥的粉磨效率和臺時產(chǎn)量，可使水泥3天抗壓強度提高3M P a以上，28天抗壓強度提高6M P a以上，減少熟料用量6％~10％，多利用工業(yè)廢渣6％~10％。 （3）合成的木質素型水泥助磨劑與普通復配水泥助磨劑相比，可降低生產(chǎn)成本50％以上。每年工業(yè)化生產(chǎn)5000噸，可實現(xiàn)直接經(jīng)濟效益500萬元。 4.經(jīng)濟效益和社會效益 （1）本項目研究開發(fā)的木質素型水泥助磨劑不僅可有效降低助磨劑的生產(chǎn)成本，而且解決了植物秸稈發(fā)酵廢渣的處理問題，具有節(jié)能、環(huán)保的雙重意義，是水泥工業(yè)實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的有效措施之一。 （2）利用植物秸稈發(fā)酵廢渣制備水泥助磨劑，主要原料來自廢渣。由于水泥生產(chǎn)中應用助磨劑可以大量減少水泥熟料的用量，因而可以節(jié)約大量的石灰石資源 和煤炭、電力等能源，減排大量的C O2氣體以及S O2和N Ox氣體，對減少水泥生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染、降低水泥生產(chǎn)造成的環(huán)境負荷、減輕環(huán)境壓力、緩解溫室效應具有重要意義。 （3）本項目產(chǎn)品的研究開發(fā)和應用，完全符合我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃的要求，對促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展、提高資源綜合利用率、節(jié)能減排等均具有重要的現(xiàn)實意義。 5.項目總體評價 本項目以植物秸稈發(fā)酵廢渣為主要原料，通過磺化、羥甲基化、縮合等過程制備了木質素型水泥助磨劑，工藝路線科學先進，原料廉價易得，有效地降低了水泥助磨劑的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)過程符合環(huán)保要求。產(chǎn)品經(jīng)山東省水泥質量監(jiān)督檢驗站檢驗，各項技術指標均符合J C /T 667-2004《水泥助磨劑》的要求。經(jīng)部分用戶使用表明，助磨劑摻量為0.3％，增加混合材摻量5％～6％，磨機臺時產(chǎn)量從79噸提高到88噸，可多 摻工業(yè)廢渣，減少熟料用量，同時使水泥強度提高。利用植物秸稈發(fā)酵廢渣生產(chǎn)水泥助磨劑，符合國家資源節(jié)約和節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策，可大幅度降低水泥助磨劑制 造成本，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，應用前景廣闊�！� |
