[發明專利]一種基于焚燒飛灰的地聚合物注漿材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011637809.7
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112608088B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 季曉麗;鐘世云;郝慶凱;李熙
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海力陽道路加固科技股份有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B111/70
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 袁亞軍

本發明公開了一種基于焚燒飛灰的地聚合物注漿材料及其制備方法，所述地聚合物注漿材料包含如下組分：焚燒飛灰，粉煤灰，偏高嶺土，硅灰，燒石膏，固體粉狀堿性激發劑，鋁礬土，堿石灰，減水劑，羥丙基甲基纖維素醚，消泡劑，聚醚引氣劑，塑性膨脹劑，固體粉狀吸附劑和水。本發明提供的基于焚燒飛灰的地聚合物注漿材料及其制備方法，利用地聚合物材料的三維立體網絡籠形結構的特點固化焚燒飛灰的重金屬離子，解決了秸稈、城市垃圾焚燒飛灰的回收再利用問題，以及傳統固化重金屬離子的填埋問題。本發明提供的聚合物注漿材料不但能很好地固化焚燒飛灰中重金屬離子，而且施工、運輸方便，制取的聚合物注漿材料各方面的性能優異。

技術領域

本發明涉及一種地聚合物及其制備方法，尤其涉及一種基于焚燒飛灰的地聚合物注漿材料及其制備方法。

背景技術

通過焚燒秸稈、城市垃圾進行發電，必然會產生大量的焚燒飛灰；焚燒飛灰的主要化學成分為CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃；此外，焚燒飛灰常含有高濃度的重金屬，如Hg、Pb、Cd、Cu、Cr及Zn等，這些重金屬主要以氣溶膠小顆粒和富集于飛灰顆粒表面的形式存在；同時在焚燒飛灰中還含有少量的二噁英和呋喃，因此焚燒飛灰其具有很強的潛在危害性。

焚燒飛灰的處理重金屬離子的方式有：水泥固化法、瀝青固化法、熔融固化技術、燒結陶粒技術、化學試劑處理法、地聚合物材料固化等；地聚合物材料通過溶解-解聚-再聚合的堿激發反應形成硅鋁質三維立體網絡籠形結構，將重金屬離子固化到其結構之中；針對焚燒秸稈、城市垃圾進行生物質發電所產生的焚燒飛灰資源再利用問題，本發明提供一種基于秸稈、城市垃圾焚燒飛灰的地聚合物注漿材料及其制備方法，此地聚合物注漿材料不但解決焚燒飛灰中重金屬離子處理的問題，而且提高了資源利用效率，合理利用秸稈、城市垃圾焚燒飛灰；地聚合物注漿材料通常采用液體鈉水玻璃或鉀水玻璃水劑與粉煤灰、礦粉、偏高嶺土等礦物摻合料粉劑雙組分組成，在常溫條件下養護，地聚反應速度慢，早期強度較低，水玻璃的運輸和存儲較不便捷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于焚燒飛灰的地聚合物注漿材料及其制備方法，能夠解決焚燒飛灰的處理問題以及解決地聚合物注漿材料中液體堿激發劑運輸、存儲等問題。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種基于焚燒飛灰的地聚合物注漿材料，包含如下組分：焚燒飛灰，粉煤灰，偏高嶺土，硅灰，燒石膏，固體粉狀堿性激發劑，鋁礬土，堿石灰，減水劑，羥丙基甲基纖維素醚，消泡劑，聚醚引氣劑，塑性膨脹劑，固體粉狀吸附劑和水。

進一步的，所述固體粉狀堿性激發劑為鋁酸鈣、鋁酸鈉和磷酸鈉中的一種或多種。

進一步的，所述固體粉狀吸附劑為磷酸鈉、聚合氯化鋁和乙二胺四乙酸中的一種或多種。

進一步的，各組分按重量份數配比如下：焚燒飛灰30-40份，粉煤灰15-20份，偏高嶺土10-17份，硅灰8-12份，燒石膏5-15份，鋁酸鈣2-5份，鋁酸鈉2-3份，磷酸鈉2-4份，鋁礬土3-5份，堿石灰10-15份，聚羧酸減水劑0.8-1.5份或萘系減水劑0.8-2份，羥丙基甲基纖維素醚0.05-0.2份，有機硅消泡劑或聚醚消泡劑0.5-2份，聚醚引氣劑0.05-0.1份，塑性膨脹劑0.05-0.12份，聚合氯化鋁1-2份，乙二胺四乙酸1-2份，水料比為0.25-0.4。

進一步的，所述焚燒飛灰為來自于生物質發電廠焚燒爐煙囪、煙道、煙氣凈化系統收集的秸稈-城市垃圾焚燒飛灰，所述焚燒飛灰的粒徑在200μm以下；所述粉煤灰采用45μm方孔篩篩余小于8％、燒失量小于5％、需水量比小于105％的Ⅰ級或Ⅱ級灰。

進一步的，所述偏高嶺土為超細偏高嶺土，比表面積大于1000m²/kg；所述硅灰的含硅量大于90％，粒徑為1250-3000目；所述燒石膏為α型半水石膏，細度以0.125mm方孔篩篩余量百分數計，篩余量不大于5％。