[發明專利]一種鋁灰渣基地聚物膠凝材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710973552.4
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107663035B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 閆東明;陳士堃;劉毅;謝凌君
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C04B12/00
• 分類號: C04B12/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 金杭

本發明公開了一種鋁灰渣基地聚物膠凝材料，包括復配硅鋁質粉料100份、水玻璃80?150份、氫氧化鈉10?30份、水10?50份，復配硅鋁質粉料由活化鋁灰渣原料100份、磷石膏1?5份、稻殼灰1?5份、硅灰5?10份、偏高嶺土10?20份及礦渣10?20份混合、研磨并過篩得到；活化鋁灰渣原料由破碎、研磨、篩分和水洗后的鋁灰渣100份加入氫氧化鈉10?50份和碳酸鈉5?20份后進行微波干燥并熔煉1?2小時得到。本發明還公開了上述鋁灰渣基地聚物膠凝材料的制備方法。本發明通過鋁灰渣原材料的活化，提高了原材料中鋁組分的可溶出性；配合材料的校正，使廢棄原料在合適的堿性環境中激發生成配比適當的復合凝膠，最終材料具有較高的宏觀強度。

技術領域

本發明屬于無機膠凝材料領域，尤其是涉及一種鋁灰渣基地聚物膠凝材料及其制備方法。

背景技術

鋁灰渣是金屬鋁生產、消費和再生環節中產生的一種工業廢渣，其主要成分為氧化鋁、氧化硅、氧化鐵及少量其他氧化物。據統計，每生產1噸鋁要產生20-50千克鋁灰渣，在后續的加工消費環節仍要產生30-40千克鋁灰渣。隨著我國金屬鋁產能持續增長，大量的鋁灰渣得不到充分地回收利用，造成堆積占用土地，還可能造成嚴重的水土污染。因此，尋求一種高效的鋁灰渣再生利用方法迫在眉睫。

地聚物是一種新型的無機材料，它由具有活性的硅鋁質材料在堿性環境下發生溶出、地聚合反應生成，基體由[S iO₄]四面體和[A l O₄]四面體聚合形成的三維空間網絡結構組成，化學結構呈現非晶質至半晶質相，其抗壓強度可以達到40-80MPa，耐火溫度達到900-1100℃。與傳統硅酸鹽水泥相比，地聚物具有更為優異的熱穩定性與耐腐蝕性能。同時，地聚物生產過程中的碳排放量和能耗分別是普通硅酸鹽水泥的20％和40％，因此具有顯著的低碳特性。

鋁灰渣中含有大量的氧化鋁組分，因此有可能被用于制造地聚物材料。但原始鋁灰渣中的鋁組分活性不高，制成的地聚物材料強度較低，無法最大化地發揮廢棄原料的潛在價值。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種具有較高力學強度的鋁灰渣基地聚物膠凝材料的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種鋁灰渣基地聚物膠凝材料，包括以下組分：復配硅鋁質粉料100份、水玻璃80-150份、氫氧化鈉10-30份、水10-50份，所述復配硅鋁質粉料由活化鋁灰渣原料100份、磷石膏1-5份、稻殼灰1-5份、硅灰5-10份、偏高嶺土10-20份及礦渣10-20份混合、研磨并過篩得到；所述活化鋁灰渣原料由破碎、研磨、篩分和水洗后的鋁灰渣100份加入氫氧化鈉10-50份和碳酸鈉5-20份后進行微波干燥并熔煉1-2小時得到。

本發明還公開了一種鋁灰渣基地聚物膠凝材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將鋁灰渣進行破碎、研磨、篩分和水洗后得到原始漿料；

2)向原始漿料中加入氫氧化鈉和碳酸鈉得到混合液A，所述鋁灰渣與氫氧化鈉的質量比為1:0.1-0.5，所述鋁灰渣與碳酸鈉的質量比為1:0.05-0.2；

3)將混合液A攪拌、陳化6-8h后，采用微波設備進行干燥，干燥后繼續活化10-30min，得到混合物B；

4)將混合物B在700-800℃下熔煉1-2小時，冷卻后粉碎、研磨、過篩，得到活化鋁灰渣原料；

5)將步驟4)中得到的活化鋁灰渣原料、磷石膏、稻殼灰、硅灰、偏高嶺土、礦渣，按1：0.01-0.05：0.01-0.05：0.05-0.1：0.1-0.2：0.1-0.2比例混合、研磨并過篩，得到復配硅鋁質粉料；

6)將步驟5)中得到的復配硅鋁質粉料與水玻璃、氫氧化鈉、水按1：0.8-1.5：0.1-0.3：0.1-0.5比例混合、攪拌5-10分鐘，得到鋁灰渣基地聚物膠凝材料。。