[发明专利]一种六价铬还原剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种六价铬还原剂及其制备方法。该还原剂包括以下重量配比的组分：铁基还原剂50～90份、纳米零价铁0.57～3.6份和分散剂0.9～7.1份。本发明提供的六价铬还原剂，通过含纳米零价铁粒子的分散剂溶液，均匀包裹在铁基还原剂周围，由于纳米零价铁与铁基还原剂混合具有很高的反应活性，可以迅速还原溶液里的六价铬。分散剂分子不仅起到稳定纳米零价铁的作用，也起到包裹铁基还原剂的作用从而防止铁基还原剂被空气里的氧气氧化，还具有保湿功能，防止部分带水铁基还原剂在高温条件下失水而导致溶解性降低而难以参与六价铬的还原反应。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体而言，涉及一种六价铬还原剂及其制备方法。

背景技术

水泥熟料制造过程中的煅烧环节引入六价铬，六价铬水溶性高、渗透性强、容易渗透到人体组织，造成皮肤炎、溃烂等疾病。长期淋雨或浸泡的混凝土中六价铬溶出后，被带入到蓄水池或地下渗透造成饮用水源的铬污染，为了减少六价铬对人体的危害，欧盟发布2003/53/EC指令，规定水泥中的六价铬不能超过2.0mg/kg。我国对水泥中的六价铬含量规定起步较晚，在GB 31893-2015《水泥中水溶性铬(Ⅵ)的限量及测定方法》中规定，水泥中的六价铬含量不能超过10mg/kg。

常见的能够还原水泥中水溶性六价铬还原剂有硫酸盐，如硫酸亚铁，硫酸亚锡等。硫酸亚锡是比较理想的水泥除铬剂，但是其价格昂贵很难投入到实际生产中。硫酸亚铁是比较理想的还原剂，但是在水泥生产过程中，因熟料温度、粉磨产生的热量以及天气原因，容易造成出磨水泥温度非常高，造成六价铬还原剂效果依靠加大投入量来维持。如硫酸亚铁在高温环境中容易氧化，而大大降低硫酸亚铁的还原性能，但在实际水泥生产时，如要除去水泥中水溶性六价铬必须要加大硫酸亚铁的投入量，这不仅仅浪费还原剂，也会给水泥产品的质量带来不利影响。

发明内容

为了解决现有技术中六价铬还原剂耐高温性能较差的问题，本发明提出了一种六价铬还原剂及其制备方法。

本发明提供的六价铬还原剂包括以下重量配比的组分：铁基还原剂50～90份、纳米零价铁0.57～3.6份和分散剂0.9～7.1份。

进一步地，上述六价铬还原剂中，所述铁基还原剂为硫酸亚铁水合物颗粒。

进一步地，上述六价铬还原剂中，纳米零价铁的分散剂溶液包括如下配比的组分：含铁化合物40～60份、还原剂3～5份、分散剂10～30份和水50～90份。

进一步地，上述六价铬还原剂中，所述含铁化合物为二价或者三价铁离子的无机酸盐、有机酸盐，或者所述无机酸盐和所述有机酸盐的混合物。

进一步地，上述六价铬还原剂中，所述还原剂为硼氢化钠或水合肼。

进一步地，上述六价铬还原剂中，所述分散剂为聚丙烯酸钠、海藻酸钠和羧甲基纤维素钠中的至少一种。

另一方面，本发明还提供了上述六价铬还原剂的制备方法，包括以下步骤：步骤a，取10～30份分散剂溶解于47～85份的30℃～90℃的水中，搅拌后放置一段时间，将40～60份的含铁化合物溶解于该溶液中，再次搅拌；步骤b，将3～5份还原剂溶解于3～5份水中制得还原剂溶液后，将还原剂溶液缓慢滴加至步骤a制得的溶液中，继续搅拌，得到纳米零价铁的分散剂溶液；步骤c，将10～50份的纳米零价铁的分散剂溶液与50～90份的铁基还原剂混合后搅拌均匀，在惰性气体保护下，于30℃～100℃的烘箱中干燥4～48小时，使纳米零价铁的分散剂溶液中的水分蒸发，即得六价铬还原剂。

进一步地，上述六价铬还原剂的制备方法中，所述步骤a中，水的温度为50℃～80℃。

进一步地，上述六价铬还原剂的制备方法中，所述步骤c中，烘箱的温度为40℃～70℃。

进一步地，上述六价铬还原剂的制备方法中，所述步骤c中，纳米零价铁的分散剂溶液与铁基还原剂的质量比为1:1～1:9。