[發明專利]一種快硬早強水硬性膠凝材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210128015.7
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102659329A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 嚴云;楊林;胡志華;陳德玉;趙海君
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C04B7/36
• 分類號: C04B7/36;C04B7/153
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域

本發明屬于建材行業中膠凝材料的制備方法，涉及一種快硬早強水硬性膠凝材料的制備方法，特別涉及一種以廢棄物——濕法制硫酸排出的磷石膏、硫磺分解磷石膏制硫酸工藝中的氧化鈣殘渣、熱法制硫酸的硫鐵礦燒渣和（低品位）鋁礬土等為原料制備具有快硬早強特點的水硬性膠凝材料的方法。采用本發明制得的水硬性膠凝材料可代替傳統的膠凝材料應用于建材行業，且具有早強快硬的特點。?

背景技術

目前，硅酸鹽水泥是使用量最大的一種傳統的水硬性膠凝材料，但它的生產排出了大量的二氧化碳氣體，通常每生產1噸水泥排出0.97噸的二氧化碳，其排放總量占據人為排放二氧化碳總量的6%以上，造成巨大的環境壓力；硅酸鹽水泥熟料的煅燒溫度通常在1400～1450℃，需耗費大量的煤炭資源，而且熟料的強度較高、易磨性較差，水泥的制備又耗費大量的電能；硅酸鹽水泥又存在凝結慢、早期強度低的不足，降低了施工的效率。隨著國家對“節能降耗減排”政策的提出，硅酸鹽水泥的生產逐漸受到限制，迫切需要新的替代產品。?

磷石膏是濕法磷酸生產中排出的工業廢渣，因未能得到有效地資源化利用而堆積，不僅侵占了土地資源，而且由于風蝕、雨蝕造成了大氣、水系及土壤的污染。現有專利申請號200910216325.2公開了一種用硫磺還原分解磷石膏的方法，該方法是先將磷石膏放入反應器中并在惰性氛圍下升溫至500～900℃預熱10～30分鐘，然后通入摩爾分率為10～50%的氣態硫磺與磷石膏進行反應1～2小時后，將所得硫化鈣料塊研磨后再與磷石膏按摩爾比1～1.5:3混合均勻，并在非氧化氣氛中、1000～1400℃下焙燒0.5～3小時，所得的固體殘渣主要是CaO?和SiO₂，并含有Al₂O₃、Fe₂O₃、SO₃等成分，但并無直接利用價值。目前該技術已得到國家“十二五”863重大項目的支持，未來幾年內將成為處理磷石膏的推廣技術，但氧化鈣殘渣的利用也將面臨挑戰。?

煅燒中低品位的硫鐵礦制取硫酸是中國的新技術，但相對于傳統的工藝，該方法會產生大量的工業廢渣——硫鐵礦燒渣。由于礦藏和生產設備的不同，每生產1噸的硫酸要產出0.7～1.0噸的燒渣，我國每年要排出超過1000萬噸的燒渣，大約占到化工廢物的30%。現有技術中，關于硫鐵礦燒渣循環利用的研究已有所報道，例如回收重金屬、制備建筑材料、用于土壤改良等，但總體的利用率仍然很低。?

目前，關于氧化鈣殘渣利用的報道還鮮為少見，大量工業廢渣的堆積會帶來嚴重的環境問題，如何有效地循環利用這些廢渣是科研工作者面臨的挑戰。?

發明內容

本發明的目的旨在克服現有技術中的不足，綜合利用廢棄物——氧化鈣殘渣、磷石膏、硫鐵礦燒渣和（低品位）鋁礬土，提供一種快硬早強水硬性膠凝材料的制備方法；從而消耗大量的工業廢渣，變廢為寶，實現環保效益和經濟效益的雙收。?

本發明的內容是：一種快硬早強水硬性膠凝材料的制備方法，其特征是包括下列步驟：?

a、配料：按原料組成和質量百分比例為氧化鈣殘渣40%?～70%、鋁礬土10%?～30%、磷石膏0?～10%、硫鐵礦燒渣0?～20%的配比取各原料；

b、混合粉磨：將各原料按配比取量、混合后粉磨至200目無篩余，制得生料；

c、煅燒：將生料置于1250～1350℃下煅燒30～60分鐘后，急冷至室溫，制得熟料；

d、制備膠凝材料：將熟料與天然二水石膏按85～95:5～15的質量比例取量、混合粉磨至比表面積為400～550m²/Kg，即制得快硬早強水硬性膠凝材料。

本發明的內容中：所述步驟a配料替換為：按原料組成和質量百分比例為氧化鈣殘渣40%?～70%、鋁礬土10%?～30%、磷石膏3%?～10%、硫鐵礦燒渣3%?～20%的配比取各原料。?

本發明的內容中：步驟c所述急冷至室溫是采用風機吹風的方式急冷至室溫。?

本發明的內容中：步驟a中所述氧化鈣殘渣的主要化學組成和質量百分比例為CaO?65～73%、SiO₂15～18%、Al₂O₃4～5%、Fe₂O₃2～3%、SO₃2～6%、燒失量3～5%；一般為硫磺分解磷石膏制硫酸工藝中的氧化鈣殘渣。?