利用植物秸秆发酵废渣制备水泥助磨剂，不仅为生产水泥助磨剂节约了成本，而且使生物发酵残渣得到了高附加值的应用，有利于提高资源的综合利用率，具有显著的经济效益和社会效益，对促进循环经济的可持续发展具有重要的现实意义。 1.研究的主要内容 利用植物秸秆发酵废渣制备水泥助磨剂是山东宏艺科技股份有限公司与南京工业大学联合开发的新项目。项目研究制备的水泥助磨剂以生物 发酵废渣为主要原料，通过催化、氧化、磺化反应使草本木质素的苯丙烷结构中键合大量的磺酸根离子基团，在碱性条件下使纤维素分解成小分子，然后通过甲醛缩 合进行羟甲基化反应，制得含有强表面活性的改性木质素磺酸盐缩合物和纤维素水解物的混合物，再将制得的混合物与激发剂、增强剂进行复合，从而制备出草本植 物木质素型水泥助磨剂。 本项目研究了物料配比、反应温度、反应时间、反应液p H 值等不同合成工艺对制备的水泥助磨剂产品性能的影响。通过小磨试验，探讨了不同条件下制备水泥助磨剂对水泥比表面积、凝结时间、标准稠度需水量、抗压强度 和抗折强度的影响，确定了木质素型水泥助磨剂的最佳合成工艺，并进行了中试规模试验。按照最佳生产工艺方法进行扩大化中试生产试验，并将产品在部分水泥企 业中进行了应用。 2.解决的关键技术难题 （1）本项目充分利用植物秸秆发酵废渣中的有效成分———木质素、纤维素、半纤维素、蛋白质及少量的糖类物质，通过化学反应使各组 分变成有利于改善水泥粉磨效率的强表面活性剂和增强剂，将其应用在水泥粉磨过程中，充分发挥各组分的协同作用，提高水泥粉磨效率，改善水泥的物理性能，有 效解决了大量工业废渣的堆放问题，且提高了其应用附加值。 （2）以植物秸秆发酵废渣为主要原料制备水泥助磨剂，原料廉价易得，降低了水泥助磨剂的生产成本，解决了目前水泥助磨剂生产成本较高的问题，具有经济和环保的双重意义。 （3）应用本项目研发的水泥助磨剂，能够提高磨机台时产量，在水泥质量保持不变的情况下能够有效减少熟料用量，多掺工业废渣，从而降低了水泥的生产成本，减少了因水泥生产带来的不可再生资源的消耗和C O2、S O2及N Ox的排放。 （4）本项目合成工艺简单，不需要提纯、烘干等措施，直接利用，生产一步到位，具有良好的工业化应用前景。此外，本项目研发的水泥助磨剂产品无毒、无刺激性气味、无腐蚀性，容易在水泥企业中推广使用。 3.取得的主要成果 （1）对植物秸秆发酵废渣进行初步处理后，通过磺化、羟甲基化、缩合改性后复配的方法，成功制备了木质素型水泥助磨剂。 （2）将本项目研发的水泥助磨剂应用到水泥生产中，能够有效提高水泥的粉磨效率和台时产量，可使水泥3天抗压强度提高3M P a以上，28天抗压强度提高6M P a以上，减少熟料用量6％~10％，多利用工业废渣6％~10％。 （3）合成的木质素型水泥助磨剂与普通复配水泥助磨剂相比，可降低生产成本50％以上。每年工业化生产5000吨，可实现直接经济效益500万元。 4.经济效益和社会效益 （1）本项目研究开发的木质素型水泥助磨剂不仅可有效降低助磨剂的生产成本，而且解决了植物秸秆发酵废渣的处理问题，具有节能、环保的双重意义，是水泥工业实现低碳经济的有效措施之一。 （2）利用植物秸秆发酵废渣制备水泥助磨剂，主要原料来自废渣。由于水泥生产中应用助磨剂可以大量减少水泥熟料的用量，因而可以节约大量的石灰石资源 和煤炭、电力等能源，减排大量的C O2气体以及S O2和N Ox气体，对减少水泥生产带来的环境污染、降低水泥生产造成的环境负荷、减轻环境压力、缓解温室效应具有重要意义。 （3）本项目产品的研究开发和应用，完全符合我国国民经济和社会发展规划的要求，对促进循环经济发展、提高资源综合利用率、节能减排等均具有重要的现实意义。 5.项目总体评价 本项目以植物秸秆发酵废渣为主要原料，通过磺化、羟甲基化、缩合等过程制备了木质素型水泥助磨剂，工艺路线科学先进，原料廉价易得，有效地降低了水泥助磨剂的生产成本，生产过程符合环保要求。产品经山东省水泥质量监督检验站检验，各项技术指标均符合J C /T 667-2004《水泥助磨剂》的要求。经部分用户使用表明，助磨剂掺量为0.3％，增加混合材掺量5％～6％，磨机台时产量从79吨提高到88吨，可多 掺工业废渣，减少熟料用量，同时使水泥强度提高。利用植物秸秆发酵废渣生产水泥助磨剂，符合国家资源节约和节能减排的产业政策，可大幅度降低水泥助磨剂制 造成本，具有显著的经济效益和社会效益，应用前景广阔。 |
