[發明專利]一種含有硅鈣渣的膠凝材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410325167.5
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104129934A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 楊志杰;孫俊民;苗瑞平
• 申請（專利權）人: 大唐國際發電股份有限公司高鋁煤炭資源開發利用研發中心
• 主分類號: C04B7/14
• 分類號: C04B7/14
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 黃健

技術領域

本發明涉及一種膠凝材料，特別是涉及一種含有硅鈣渣的膠凝材料及其制備方法。?

背景技術

硅鈣渣是從高鋁粉煤灰提取氧化鋁后剩余的殘渣。目前，國內對高鋁粉煤灰已實現工業化應用的是內蒙古大唐國際再生資源開發有限公司所開發的預脫硅-堿-石灰燒結法(專利公開號：CN?102249253A)，其首先利用堿對粉煤灰進行預脫硅處理，得到脫硅液和粉煤灰；然后向脫硅液中加入石灰乳反應生成硅酸鈣后，經脫堿得到活性硅酸鈣，同時向粉煤灰中加入碳酸鈉、石灰石等，經焙燒形成熟料后，再經一系列后續處理即生成氧化鋁。該方法在生產1噸Al₂O₃的同時，伴隨著產生2.2～2.5噸主要成分為β-硅酸二鈣(β-Ca₂SiO₄，簡稱β-C₂S)的硅鈣渣。?

預脫硅-堿-石灰燒結法形成的硅鈣渣中通常殘留有2～4.5％的可溶性堿(Na₂O)，其具有很強的污染性，特別是對土壤和地下水的污染極其嚴重，并且在大量堆存時必須對堆場進行防滲處理，因而如何有效處理大量的硅鈣渣成為高鋁粉煤灰提鋁產業亟需解決的問題。?

硅鈣渣與水泥熟料成分接近，因此其可作為水泥混合材料使用。然而，由于硅鈣渣中堿含量過高，直接使用會導致堿骨料反應的發生，從而造成混凝土開裂和后期強度降低。目前，有少量研究利用脫堿后的硅鈣渣制備水泥熟料，例如公開號為CN?101591150A的中國發明專利申請中公開一種利用硅鈣渣和電石渣生產硅酸鹽水泥的方法，其利用電石渣對硅鈣渣進行脫堿反應，并對生料進行高溫煅燒后獲得水泥熟料，再將其與脫硫石膏進行粉磨，制得硅酸鹽水泥。該方法工藝相對復雜、并且成本高，特別是高溫煅燒會降低硅鈣渣的活性，使其沒有得到充分利用。?

公開號為CN?103145357?A的中國發明專利公開了一種硅鈣渣復合水泥?及其混合材，該混合材是將硅鈣渣、沸石粉和粉煤灰混合后粉磨，冷卻至低于20℃后，再與木質素磺酸鈣混合制得；該硅鈣渣復合水泥包括水泥和占復合水泥總量30～40％的混合材。在使用過程中，復合水泥中的沸石粉發生水化反應，吸收、固化硅鈣渣內部的堿金屬離子。然而，該復合水泥僅少量添加硅鈣渣，其并沒有對硅鈣渣中的β-C₂S和堿進行合理利用。?

發明內容

本發明提供一種含有硅鈣渣的膠凝材料及其制備方法，用于解決現有技術中硅鈣渣水泥制備工藝復雜、成本高、硅鈣渣添加量少、沒有對硅鈣渣中的β-C₂S和堿進行合理利用等技術缺陷。?

本發明提供一種含有硅鈣渣的膠凝材料，按照重量百分含量包括如下組分：硅鈣渣30～65％，粉煤灰5～40％，水泥熟料10～30％，?；郀t礦渣5～30％，石膏3～10％，添加劑0.5～3％。?

進一步地，本發明提供的含有硅鈣渣的膠凝材料，按照重量百分含量包括如下組分：硅鈣渣45～55％，粉煤灰10～15％，水泥熟料20～25％，?；郀t礦渣5～15％，石膏3～6％，添加劑0.5～2％。?

本發明所述硅鈣渣是高鋁粉煤灰提取氧化鋁后剩余的殘渣，主礦物成分為β-C₂S，例如其可以是公開號CN?102249253A的發明專利中形成的硅鈣渣。特別是，本發明所述硅鈣渣的礦物成分按照重量百分含量包括：β-硅酸二鈣(β-C₂S)45～65％，鈣鋁榴石(3CaO·Al₂O₃·xSiO₂)15～20％，方解石(CaCO₃)10～15％，鋁酸三鈣(3CaO·Al₂O₃·nH₂O)5～10％；其化學成分按照重量百分含量包括：SiO₂15～28％，CaO40～53％，Al₂O₃4～9％，Na₂O2～4.5％，Fe₂O₃1.5～4％。?

本發明所述粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物，例如其可以是大唐國際托克托發電股份有限公司所形成的粉煤灰；所述粒化高爐礦渣(以下簡稱為礦渣)是高爐冶煉生鐵時所得的以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物經淬冷成粒后所形成的殘渣；所述水泥熟料、石膏均為本領域的常規原料。?