[發明專利]一種高鈦高爐渣高強輕集料及制備方法

在審

• 申請號: 202110345592.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113087543A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 宋進;田通強;陳仁宏;牟小海;王占熬;楊雪峰
• 申請（專利權）人: 成渝釩鈦科技有限公司
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B18/02;C04B33/13;C04B33/132
• 代理公司: 成都明濤智創專利代理有限公司 51289
• 代理人: 杜夢

本發明公開了一種高鈦高爐渣高強輕集料及其制備方法，所述的一種高鈦高爐渣高強輕集料，各組分按質量百分比計為，高鈦高爐渣40％～75％、硅鋁質改性組分25％～40％、引氣劑3％～8％和助溶劑2％～12％混合組成，所述的制備方法，包括以下步驟：S1、準備好已經粉碎完畢的高爐渣，以及硅鋁質改性組分，引氣劑和助熔劑；本發明的有益效果是：本發明結合高鈦高爐渣的元素組成和結構特征，對輕集料成品中礦物組成和結構的優化設計，提升了輕集料整體結構的抗壓承載能力，同時，高鈦高爐渣消耗量大，且生產工藝簡單、實用，所得輕集料綜合性能顯著優于陶粒，基本滿足高強輕集料混凝土的性能要求，可以用于各類大型重點工程。

技術領域

本發明涉及混凝土材料技術領域，具體為一種高鈦高爐渣高強輕集料及其制備方法。

背景技術

高強輕集料混凝土輕質和高強的特點，不僅有利于減輕結構自重、縮小結構斷面、降低工程造價，也有利于結構工程抗震防災能力的提升和服役壽命的延長，為裝配式構件、超高層建筑、超大跨度橋梁等大型工程建設提供了新材料，具有顯著的技術、經濟和社會價值。在我國，做為高強輕集料混凝土的核心材料的高強高性能輕集料仍面臨質量參差不齊，供不應求的窘境，嚴重制約了高性能輕集料混凝土的發展。

固體廢棄物(粉煤灰、河道淤泥、脫水污泥、生活垃圾以及礦山尾礦和廢料)代替黏土和頁巖等不可再生資源，作為輕集料的主要原料，符合國家環保與可持續發展的要求，已經成為主流。綜合目前以廢棄物或尾礦為原料制備輕集料的文獻后，可以發現：雖然新原料仍然以硅鋁質為主，但其物理化學性能，特別是次要元素和微量元素的變化給輕集料的制備和燒成帶來的諸多不穩定因素，使基于Riley三角形得到的元素在實際應用中不斷受到挑戰。因此，需要結合原料特點和制備工藝，特別是燒成制度的調整，實現新原料在輕集料領域的應用，不僅可以拓寬輕集料生產制備的原料來源，也可為固廢提供新的利用途徑。

高鈦高爐渣中鈦的提取、回收方面的開發和利用一直是研究重點，通過物理-化學方法使鈦元素富集在某一礦相(主要為鈣鈦礦)，后通過選-冶結合提鈦是理論上可行的技術方案，但工藝復雜，且會產生嚴重的二次污染，故基本停留在實驗室研究階段，大規模推廣應用困難重重。綜合來看，目前為止尚未發現一種切實可行的方法，從根本上解決其產量大、資源利用率低，附加值不高的問題。現階段而言，高鈦高爐渣的非提鈦利用途徑，具有技術門檻低，投資小，無二次污染風險等，可迅速推廣和規模化應用潛力巨大，能解決堆場占用大量土地和環境污染等問題，是從根本上解決高鈦高爐渣綜合利用的有效方式。關于高鈦高爐渣非提鈦利用途徑的相關研究，主要包括制備混凝土骨料，釉面磚、陶瓷磚和地磚、新型墻體材料、微晶玻璃等幾個方面。綜合現有公開資料和技術可知，高鈦型高爐渣的綜合利用難度仍然較大，非提鈦利用途徑具備更優的技術效應和經濟效應。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高鈦高爐礦渣磨料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種高鈦高爐渣高強輕集料，各組分按質量百分比計為，高鈦高爐渣40％～75％、硅鋁質改性組分25％～40％、引氣劑3％～8％和助溶劑2％～12％混合組成。

作為優選，所述高鈦高爐礦渣中的化學元素按質量百分比計為：二氧化鈦含量15％～25％，氧化鈣含量25％～35％，二氧化硅含量20％～25％，余量為三氧化二鋁，氧化錳、三氧化二鐵以及堿金屬氧化物。

作為優選，所述硅鋁質改性組分包括粘土，高領土，粉煤灰和硅灰中一種或幾種的混合。

作為優選，所述引氣劑包括碳粉，煤粉，碳酸鈣，硫酸鈣中一種或幾種的混合；所述助溶劑包括長石，水玻璃，燒堿中一種或幾種的混合。

一種高鈦高爐渣高強輕集料的制備方法，包括以下步驟：

S1、準備好已經粉碎完畢的高爐渣，以及硅鋁質改性組分，引氣劑和助熔劑；