[發明專利]一種改性煤矸石及其制備方法以及低鉻水泥及其制備方法

有效

• 申請號: 201410412457.3
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104193205B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 任建興;馬振珠;劉玉兵;閆冉;戴平;盧娟娟;韓蔚
• 申請（專利權）人: 中國建材檢驗認證集團股份有限公司
• 主分類號: C04B7/38
• 分類號: C04B7/38;C04B7/14
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙)11348
• 代理人: 王偉鋒,劉鐵生

技術領域

本發明涉及建筑材料領域，尤其涉及一種用于將水泥中的水溶性六價鉻離子還原為三價鉻，以降低水泥中水溶性六價鉻含量的改性煤矸石及其制備方法以及含有該改性煤矸石的水泥及其制備方法。

背景技術

眾所周知，水泥中過量的水溶性六價鉻會導致接觸水泥較多的操作工人的手臂上出現類似濕疹的鉻瘡。經研究發現，水泥中一部分鉻元素的溶出即水溶性六價鉻離子的溶出會對人體產生嚴重的不良癥狀。

同時，我國作為煤礦資源大國，每生產1億噸煤炭，排放煤矸石1400萬噸左右；從煤炭洗選加工來看，每洗選1億噸煉焦煤排放煤矸石量約2000萬噸，全國共有煤礦的煤矸石山1500余座，堆積量30億噸以上。煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外還含有5％～10％的Fe₂O₃和數量不等的CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃等成分。

在我國，水泥中水溶性六價鉻離子的含量一直較高，根據國家水泥質量監督檢驗測試中心對國內各地區水泥廠不同品種的水泥中水溶性六價鉻含量測定，發現我國水泥中水溶性六價鉻離子的含量一般為5～15mg/kg，有些高達50～70mg/kg。因此，如何降低水泥中水溶性六價鉻離子含量，成為水泥行業的技術人員亟待解決的技術問題。

目前相關研究人員通過研究一些還原劑以將水泥中的水溶性六價鉻還原為三價鉻，從而降低水泥中的水溶性六價鉻的含量。但是我國的水泥產量已超過20億噸，用于降低水泥中水溶性水溶性六價鉻離子含量所需要的還原劑也是很大的，從而增加了水泥的制備成本。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種改性煤矸石及其制備方法以及水泥及其制備方法，主要目的是將工業廢渣煤矸石二次利用,以制備水溶性六價鉻離子百分含量低的水泥。

為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

一方面，本發明實施例提供了一種改性煤矸石的制備方法，所述改性的煤矸石應用于水泥的制備中，將水泥中的水溶性六價鉻離子還原為三價鉻，具體包括：將煤矸石中的三價鐵離子全部或部分的還原為二價鐵離子，制成改性煤矸石。

前述的改性煤矸石的制備方法，所述將煤矸石中的三價鐵離子全部或部分的還原為二價鐵離子，具體為：

將煤矸石在氧氣不充分的還原氣氛下加熱至燃燒，至煤矸石中的碳完全燃燒。

前述的改性煤矸石的制備方法，所述將煤矸石在氧氣不充分的還原氣氛下加熱至燃燒，至煤矸石中的碳完全燃燒，包括：

在氧氣不充分的還原氣氛下，將所述煤矸石加熱至800-1000℃使煤矸石中的碳完全燃燒，并保溫0.5-8小時；

將保溫后的煤矸石密封至冷卻到室溫后，得到改性煤矸石。

另一方面，本發明實施例提供一種改性煤矸石，所述改性煤矸石由上述任一項所述的方法制備而成；

前述的改性煤矸石，所述改性的煤矸石應用于水泥的制備中，以將水泥中的水溶性六價鉻離子還原為三價鉻。

另一方面，本發明實施例提供一種低鉻水泥的制備方法，包括：將水泥熟料、石膏、水泥混合材與改性煤矸石混合粉磨，制成水泥；其中，所述改性的煤矸石由上述任一項所述的方法制備而成。

前述的低鉻水泥的制備方法，水泥中所述改性煤矸石的質量百分含量最小值C_min為：

Cmin=0.05×100w%]]>

其中，w為改性煤矸石中以氧化鐵計，改性煤矸石中二價鐵的質量百分數。

前述的低鉻水泥的制備方法，所述改性煤矸石中以氧化鐵計，二價鐵的重量百分含量w大于0.1％。

另一方面，本發明實施例提供一種低鉻水泥，所述低鉻水泥由上述任一項所述的方法制備而成。