[發明專利]一種抑制固硫灰渣制品膨脹的方法

無效

• 申請號: 200910103640.4
• 申請日: 2009-04-20
• 公開（公告）號: CN101544015A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 胡昌華;錢覺時;李影平;王智;李星華;韋迎春;雷秀堅;張志偉;陸剛;韓永軍
• 申請（專利權）人: 四川白馬循環流化床示范電站有限責任公司;重慶大學
• 主分類號: B28B3/00
• 分類號: B28B3/00;B28B1/14;B28C7/04;B28C5/00;B28B11/24;B02C17/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心
• 代理人: 胡正順

技術領域

本發明屬于蒸壓養護制備建筑材料技術領域，具體涉及采用蒸壓養護抑制固硫灰渣制品膨脹的方法。

背景技術

中國是煤炭資源比較豐富的國家，由于資源稟賦條件，煤炭一直在我國能源消費存量中占絕對主導地位。原煤燃燒后不但會產生大量的灰渣，更重要的是會產生大量的SO₂和NO_X等酸性氣體。研究表明，由SO₂和NO_X造成的酸雨占酸雨總量的90％以上，而煤炭燃燒造成的SO₂和NO_X污染是發生酸雨的根本原因，由此引起的環境問題已經嚴重的影響了我國的經濟發展。在這種形勢下，采用先進的燃煤固硫技術就非常必要。

目前，流化床燃煤技術是一種較為先進的清潔煤燃燒技術，特別是對以劣質煤或高硫煤發電及小型鍋爐的環保改造，有著明顯的優勢，通過采用燃燒過程中添加石灰石的方法，可以在不降低燃燒效率的同時把含硫煤燃燒產生的SO₂固定下來，大大降低SO₂向空氣中的排放量，符合產業政策和環保要求，因此我國目前正大力推廣這種燃煤技術。我國目前每年固硫灰渣排放量在2000萬噸左右，隨著一些新建流化床鍋爐的電廠建成投產和國家對燃煤SO₂排放控制力度的加強以及我國電力高速發展，固硫灰渣的排放量近期將很快突破3000萬噸，所以固硫灰渣資源化利用問題急待解決。

現有關于固硫灰渣資源化利用的方法，如申請號為89108564.5的“一種用燃煤固硫渣制作固硫渣水泥的方法”專利，公開的是以20％～60％的固硫渣與80％～40％的硅酸鹽水泥孰料共同磨細，經成型后自然養護制成成品。但是該專利使用的是固硫渣，沒有利用產量更大的固硫灰，摻量也較低，不能根本解決固硫灰渣的資源化利用的難題。同時固硫渣和水泥熟料的比例與固硫渣的硫含量密切相關，這增加了實際操作中的難度、有礙于大規模工業生產，不便推廣應用。

由于固硫灰渣具有一定的水硬性和火山灰活性，理論上是可以作為膠凝材料用于制作固硫灰渣建材制品，但是因為固硫灰渣中的游離氧化鈣和CaSO₄(無水石膏)成分含量較多，使得固硫灰渣在作為膠凝材料時會導致體積穩定性差，同其他燃煤灰渣相比，其后期膨脹性較大，從而導致了利用流化床燃煤固硫灰渣制成建材商品的技術難題。

現有控制固硫灰渣制品膨脹的方法，如2005年12月第51卷第S2期《武漢大學學報(理學版)》中“固硫渣膠凝材料安定性改性實驗研究”一文，公開的是在60％～70％的固硫渣中加入1％的由多種工業固體廢棄物組成的HAZ促安劑，經過磨細過篩后，再摻入水泥熟料，經過成型后，自然養護制得成品。該方法是通過采用化學激發和機械磨細等物理化學方法對固硫渣膠凝材料進行改性，結果表明，促安劑HAZ可以改善固硫渣膠凝材料的安定性和提高其強度。此方法主要缺點有：①本方法只涉及到了流化床固硫渣而不適合產量更大的固硫灰。②固硫渣的最大摻量也僅有70％，水泥熟料摻量相對較高，從而成本較高。③固硫灰渣成分變化復雜，可能存在促安劑與固硫灰渣適應性不良的問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有控制固硫灰渣制品膨脹方法的不足，提供了一種抑制固硫灰渣制品膨脹的方法，具有抑制膨脹的效果好、強度發展良好、利于工業生產等特點。

本發明的機理：固硫灰渣在常溫常壓下水化會生成大量的鈣礬石，而經過蒸壓養護后，產物中只有少量或沒有鈣礬石生成，在鈣含量較充足的情況下還會有托貝莫來石生成。鈣礬石結合了大量的水，生成過程會帶來很大的體積膨脹，而托貝莫來石是一種強度高，體積穩定性好的水化產物。同時經過蒸壓養護后，固硫灰渣系統的水化產物加豐富，而且結晶更完善。由于結晶體完善，系統的強度更大，體積穩定性更好。而自然條件養護下的試樣明顯沒有那么多完善的結晶產物，以絮狀水化產物為主，有少量塊狀和針狀的結晶產物。所以蒸壓后固硫灰渣制品的體積穩定性更好，而且經過蒸壓的固硫灰渣制品可在12小時內獲得所需強度，且其強度也能得到一定程度提高。

實現本發明目的的技術方案是：一種抑制固硫灰渣制品膨脹的方法，以固硫灰渣、水泥熟料、水泥為膠結材料的原料，對粒塊狀原料磨細后，加入砂集料和拌和水，攪拌成型后再經蒸壓養護制得成品。具體的方法步驟如下：

(1)原料的制備

將流化床鍋爐燃煤電廠排出的固硫渣和水泥廠生產的水泥熟料，分別經粉磨設備磨細，細度至180目(篩余＜10％)后備用。對水泥廠生產的水泥和流化床鍋爐燃煤電廠排出的原狀固硫灰直接利用。

(2)固硫灰渣制品的成型