[發(fā)明專利]改性粉煤灰的制備工藝

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• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107913688A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王衛(wèi)田;劉建順
• 申請（專利權(quán)）人: 天津海得潤滋建材有限公司
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/02;B01J20/28;C02F1/28
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司11508
• 代理人: 俞炯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粉煤灰領(lǐng)域，特別涉及一種改性粉煤灰的制備工藝。

背景技術(shù)

粉煤灰是燃煤火力發(fā)電廠排出的固體廢棄物，并且每年還在逐漸增加，但是利用率比較低，且主要用于建筑行業(yè)。粉煤灰堆積于會場，不僅占用了大量的土地資源，而且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

從粉煤灰的化學(xué)組成和多孔顆粒形狀上看，它本身是一種較好的水處理材料，國內(nèi)外研究表明，粉煤灰中含有較多的活性氧化鋁和氧化硅等，具有較強(qiáng)的吸附能力，在廢水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。

公告號為CN1115309C的中國專利公開了一種粉煤灰的處理方法，該處理方法的工藝步驟分原材料及其配比，含Ca(OH)₂的工業(yè)廢渣乙炔氣渣、CaO或Ca(OH)₂在內(nèi)的材料；含有水或無水硫酸鈣、磷石膏護(hù)或檸檬酸石膏；熱電廠濕排或干排粉煤灰；然后在上述原料中加入水混合均勻，制成坯，自然養(yǎng)護(hù)，然后在窯內(nèi)燃燒加溫，冷卻后成品。

在該粉煤灰的處理過程中主要通過堿性的Ca(OH)₂和石膏協(xié)同處理粉煤灰，但是在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)處理過得粉煤灰可能會存在活性激活較弱的情況，粉煤灰活性低使得使用受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種改性粉煤灰的制備工藝，具有提高粉煤灰活性的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種改性粉煤灰的制備工藝，包括如下的制備步驟：

步驟1：將脫硫石膏和粉煤灰混合經(jīng)球磨機(jī)磨碎得到混料；

步驟2：將混料經(jīng)低溫等離子處理；

步驟3：向步驟2中經(jīng)等離子處理后的混料中加入改性劑并混合均勻，后加水制成漿體，人工攪拌2～5min，后加入水泥凈漿攪拌機(jī)中自動(dòng)攪拌，攪拌完成后制成10cm×10cm×40cm的坯，置于50℃烘箱內(nèi)烘干得成品。

通過上述技術(shù)方案，步驟1中將脫硫石膏和粉煤灰經(jīng)球磨機(jī)磨碎后表面富含不飽和鍵且有殘余電荷的活化位，經(jīng)過研磨后能夠形成松脆多孔結(jié)構(gòu)、碳粒和空心微珠被打散，顆粒均勻，粒徑分布范圍較窄，分布更加均勻，比表面積變大；

步驟2中對打磨后的粉煤灰進(jìn)行等離子處理能夠進(jìn)一步的激發(fā)粉煤灰的活化位；

步驟3中對經(jīng)過球磨和低溫等離子處理的粉煤灰和脫硫石膏加入改性劑進(jìn)行處理，此時(shí)高活化能的粉煤灰反應(yīng)活性高，則經(jīng)過改性后的粉煤灰的性能也就比較優(yōu)良。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述脫硫石膏與粉煤灰的重量比例為1：(5～10)。

通過上述技術(shù)方案，加入的脫硫石膏能夠改性粉煤灰的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且重量比例選擇在該范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的性能優(yōu)良。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述改性劑包括蒙脫土2～5份、石墨粉1～2份、烏洛托品1～2份、粉煤灰陶粒1～2份和聚合硫酸鋁鐵0.5～1份。

通過上述技術(shù)方案，蒙脫土的加入能夠改進(jìn)混料的流動(dòng)性能；石墨粉能夠改善混料的分散均勻性；烏洛托品能夠作為增孔劑增加材料的孔隙，增強(qiáng)改性效果；粉煤灰陶粒密度小，質(zhì)輕，外表堅(jiān)硬，抗凍性能良好、抗堿集料反應(yīng)性優(yōu)異；聚合硫酸鋁鐵同樣能夠增強(qiáng)粉煤灰的活性。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述粉煤灰陶粒選擇燒結(jié)型粉煤灰陶粒。

通過上述技術(shù)方案，選擇燒結(jié)型粉煤灰顆粒其密度輕、相應(yīng)強(qiáng)度高、隔熱保溫性能好、耐火、抗凍、耐久性能優(yōu)。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述燒結(jié)型粉煤灰陶粒的制備過程包括：(1)配料：將粉煤灰、輔助原料、粘接助溶劑混合均勻后預(yù)濕攪拌成球，其中粉煤灰、輔助原料、粘接助溶劑的重量比選擇9:0.5:0.5；(2)燒結(jié)機(jī)預(yù)點(diǎn)火和燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200～1300℃。

通過上述技術(shù)方案，粘接助劑的加入能夠提高粉煤灰的成球效率、強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述石墨粉選擇納米石墨粉。

通過上述技術(shù)方案，納米石墨粉的純度高、力度小均勻，表面活性高，能夠減少粉煤灰在制備的過程中出現(xiàn)的團(tuán)聚現(xiàn)象。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述改性劑中還包括有1～2份甲基纖維素醚或羥丙基甲基纖維素醚。

通過上述技術(shù)方案，甲基纖維素醚或羥丙基甲基纖維素醚的加入能夠顯著改善粉煤灰的孔隙率，提高粉煤灰的保水性能。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述改性劑中還包括有0.5～1份聚丙烯纖維素醚。

通過上述技術(shù)方案，聚丙烯纖維素醚同樣能夠起到改性粉煤灰的作用效果，以增加粉煤灰的活性。

綜上所述，本發(fā)明對比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果為：