[發(fā)明專利]一種利用亞硫酸鈣型脫硫石膏制備高性能石膏基復(fù)合膠凝材料的方法

有效

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• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103964714A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志剛;霍超;姚少巍;白瑞英;楊立榮;魏慶敏;封孝信
• 申請（專利權(quán)）人: 河北聯(lián)合大學(xué)
• 主分類號: C04B11/036
• 分類號: C04B11/036
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢渣改性處理綜合利用領(lǐng)域，尤其本發(fā)明涉及一種利用亞硫酸鈣型脫硫石膏制備高性能石膏基復(fù)合膠凝材料的方法。

背景技術(shù)

近年來由于我國大氣污染日益嚴(yán)重，全民環(huán)保意識不斷增強(qiáng)，國家對電廠、鋼廠等企業(yè)的煙氣脫硫處理要求越來越嚴(yán)格，同時(shí)也產(chǎn)生了大量的脫硫副產(chǎn)物。到2013年，我國每年排出脫硫副產(chǎn)物近億噸，其中亞硫酸鈣型脫硫石膏占1000多萬t，而且排放量每年都在增長。現(xiàn)在主流脫硫工藝可以分三種：干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫。根據(jù)脫硫工藝的不同，脫硫副產(chǎn)物大致可分為兩類：干法/半干法亞硫酸鈣型脫硫石膏、濕法脫硫石膏。目前，濕法脫硫石膏的應(yīng)用已經(jīng)很成熟，但是針對亞硫酸鈣型脫硫石膏的綜合利用研究較少，大量的亞硫酸鈣型脫硫石膏仍然在露天堆放，不僅對環(huán)境造成二次污染，還會占用土地資源，此外亞硫酸鈣型脫硫石膏沒有得到合理應(yīng)用也是一種資源的浪費(fèi)。

亞硫酸鈣型脫硫石膏的理化特性對其綜合利用產(chǎn)生很大的不利影響。亞硫酸鈣型脫硫石膏中存在未反應(yīng)的脫硫劑(一般是氧化鈣或氫氧化鈣)和大量的亞硫酸鈣，若直接大量應(yīng)用在膠凝材料生產(chǎn)中，過高的氫氧化鈣和亞硫酸鈣在水化過程中會使制品體積膨脹，造成制品的體積安定性不良，鑒于以上原因，亞硫酸鈣型脫硫石膏的資源化利用受到限制，尚未形成產(chǎn)業(yè)化。目前將亞硫酸鈣型脫硫石膏進(jìn)行低溫氧化處理，把其中的亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣(II型無水石膏)，制備石膏基膠凝材料，是一種附加值較高的利用方法。專利CN102701618A提出通過煅燒氧化亞硫酸鈣型脫硫石膏為II型無水石膏，再摻入激發(fā)劑、保水劑、調(diào)凝劑等輔料，成功制備出符合JC/T517-2004《粉刷石膏》標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)環(huán)保型粉刷石膏。該方法沒有充分利用亞硫酸鈣型脫硫石膏中殘留堿性脫硫劑，而且殘留堿性脫硫劑對石膏的性能存在有害影響。本方法提出在低溫煅燒氧化亞硫酸鈣型脫硫石膏時(shí)摻入適量粉煤灰(煤矸石)組分，煅燒時(shí)粉煤灰(煤矸石)與殘留堿性脫硫劑反應(yīng)，獲得活性粉煤灰(煤矸石)，對石膏基復(fù)合膠凝材料的強(qiáng)度和耐水性有明顯的改善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種有效利用亞硫酸鈣型脫硫石膏的方法，即提供一種利用亞硫酸鈣型脫硫石膏制備高性能石膏基復(fù)合膠凝材料的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種利用亞硫酸鈣型脫硫石膏制備高性能石膏基復(fù)合膠凝材料的方法，包括以下步驟：

(1)在亞硫酸鈣型脫硫石膏中加入礦物改性劑與化學(xué)改性劑并將其混合均勻，其中礦物改性劑為10-30％粉煤灰(煤矸石)；化學(xué)改性劑為1-5％可溶性硫酸鹽；

(2)將混合均勻的亞硫酸鈣型脫硫石膏和改性劑置于沸騰爐(或利用發(fā)電和鋼鐵企業(yè)的廢氣作為熱源)中，在所述沸騰爐鼓風(fēng)口持續(xù)鼓入空氣，使沸騰爐內(nèi)部為氧化氣氛，并使所述亞硫酸鈣型脫硫石膏和改性劑處于沸騰狀態(tài)，在溫度為450-650℃的條件下進(jìn)行煅燒，20-40min后將其主要成分亞硫酸鈣和粉煤灰(煤矸石)轉(zhuǎn)變?yōu)镮I型無水石膏和活化粉煤灰(煤矸石)。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中混合的方式為礦物改性劑為攪拌混合，化學(xué)改性劑先充分溶于水中，在攪拌混合過程中以噴霧方式混合。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中煅燒制度為450-650℃、氧化氣氛、時(shí)間為20-40min。。

本發(fā)明通過對亞硫酸鈣型脫硫石膏和改性劑進(jìn)行混合煅燒處理，得到煅燒亞硫酸鈣型脫硫石膏(亞硫酸鈣含量低于5％)，可以應(yīng)用于生產(chǎn)石膏基復(fù)合膠凝材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明是將亞硫酸鈣型脫硫石膏和改性劑在氧化氣氛條件下煅燒為II型無水石膏和活化粉煤灰(煤矸石)，從而制備成石膏基復(fù)合膠凝材料。

2、本發(fā)明中將粉煤灰(煤矸石)與CaO或Ca(OH)₂含量較高的亞硫酸鈣型脫硫石膏混合均勻后煅燒，可以活化粉煤灰(煤矸石)，使其在早期(3-7天)就能水化反應(yīng)生成強(qiáng)度和耐水性更高的CSH凝膠、鈣礬石等，從而提高了石膏基復(fù)合膠凝材料的強(qiáng)度和耐水性。

3、本發(fā)明具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)保效益。該研究符合國家節(jié)能減排的基本政策，既保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，又為燃煤企業(yè)帶來了新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，變害為利，對緩解工業(yè)生產(chǎn)帶來的環(huán)境壓力起到帶頭示范的作用

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本實(shí)施例中利用亞硫酸鈣型脫硫石膏制備石膏基復(fù)合膠凝材料的原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成如下：