[發(fā)明專利]一種針對磷石膏放射性強(qiáng)度的弱化劑及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110559676.4
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113248168B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);崔勇;周予啟
• 申請（專利權(quán)）人: 中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號: C04B24/12
• 分類號: C04B24/12;C04B11/26;C04B22/14;C04B103/22
• 代理公司: 北京中和立達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11756
• 代理人: 張攀

本發(fā)明公開了一種針對磷石膏放射性強(qiáng)度的弱化劑及其使用方法，各組分及其質(zhì)量百分比為超細(xì)銅渣粉90?95份，硫酸鋇粉體5?10份，分散早強(qiáng)劑0.2?2份。該弱化劑在使用時摻入磷石膏質(zhì)量的15％?25％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)協(xié)同處理固體廢棄物銅渣，節(jié)能環(huán)保，成本較低；使用分散早強(qiáng)劑，能較好的發(fā)揮弱化劑本身的作用，避免團(tuán)聚和水化程度低所造成的失效現(xiàn)象。同時，本發(fā)明的弱化劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，防輻射時間持久。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料和工業(yè)廢棄物資源化綜合利用領(lǐng)域，特別涉及一種針對磷石膏放射性強(qiáng)度的弱化劑及其使用方法。

背景技術(shù)

用濕法生產(chǎn)1噸磷酸，約排放5噸磷石膏。當(dāng)前，在中國，磷石膏的年排放量保守估計(jì)為4000萬噸，已經(jīng)堆存的磷石膏保守估計(jì)為2.5億噸。年排放的磷石膏中，綜合利用率為20％左右，因此，磷石膏的堆存量還在持續(xù)上升。磷石膏在目前也被大量應(yīng)用于制造水泥緩凝劑，石膏板和建筑砌塊等建筑材料中，但是此類工業(yè)廢渣中含226Ra、230Th、40K、238U等多種天然放射性核素，從而導(dǎo)致粉磷石膏基建筑材料具有很高的潛在的放射性污染。因而必須對這類建材存在的放射性污染進(jìn)行必要且合理防護(hù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，已存在了使用鋼渣對建筑材料中的輻射進(jìn)行防護(hù)的手段。例如：

CN101805156A涉及一種鋼渣防輻射混凝土及其制備方法，其組分的重量份數(shù)如下：水泥1、水0.4-0.5、鋼渣砂4-8、減水劑0.01-0.03、重晶石0.01-2、硬硼鈣石0.01-0.03；所述鋼渣砂由0-5mm和5-25mm兩種粒徑范圍按1～3∶1～3的比例組成，且鋼渣砂的f.CaO含量≤3％；所述減水劑選自FDN減水劑和聚羧酸鹽減水劑；所述鋼渣防輻射混凝土表觀密度＞2900kg/m3。本發(fā)明的鋼渣防輻射混凝土致密性好、表觀密度大、強(qiáng)度高，滿足防輻射混凝土要求；在將鋼渣變廢為寶、減少環(huán)境污染的同時，還降低礦物材料的用量，節(jié)約自然資源；此外，上述發(fā)明所用鋼渣資源豐富、價格低廉，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。

但是現(xiàn)有技術(shù)中，鋼渣的使用所起的防輻射效果有限，針對性不強(qiáng)，例如目前還未有存在針對磷石膏放射防護(hù)的手段。更為嚴(yán)重的是，鋼渣中包含的雜質(zhì)，例如金屬間化合物及S、P等元素，鋼渣在建筑材料中的分散和水化反應(yīng)被抑制，容易團(tuán)聚，活性降低，造成防輻射效果失效。

銅渣是另一種產(chǎn)量巨大的工業(yè)廢渣。長期以來煉銅廠一直將其作為固體廢棄物填埋或傾倒在鋼廠周圍,既占用了土地，又影響環(huán)境。目前銅渣也開始被大量的應(yīng)用于水泥熟料,及混凝土等建筑材料中，并且有很好的效果。同時，由于銅渣的放射性核素含量很低，且硬度高，密度大，含有一定量硼等輕元素，因而,銅渣具備了一些作為防輻射材料的先天條件。

結(jié)合上述磷石膏缺點(diǎn)和銅渣的優(yōu)點(diǎn)，形成特性互補(bǔ)，發(fā)明人提出一種一種針對磷石膏放射性強(qiáng)度的弱化劑及其使用方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種以銅渣為主要成分的針對磷石膏放射性強(qiáng)度的弱化劑及其使用方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中鋼渣防護(hù)輻射強(qiáng)度的弱化效率低以及針對性不強(qiáng)的問題。

本發(fā)明中弱化劑的原理是利用銅渣的稀釋效應(yīng)和屏蔽效應(yīng)能大幅降低磷石膏的放射性強(qiáng)度，使得放射性強(qiáng)度不合格的磷石膏不僅能作為合格的建筑材料使用，而且該弱化劑還能增強(qiáng)磷石膏的防水性能和力學(xué)性能。

本發(fā)明弱化劑利用了超細(xì)銅渣具有密度高，能夠有效阻擋射線的特點(diǎn)，相比鋼渣中復(fù)雜的組成(例如各種雜質(zhì)、夾雜物等)，實(shí)現(xiàn)高效率的防輻射；同時，超細(xì)銅渣水化后產(chǎn)生大量結(jié)晶水，也能夠吸收射線。

同時，本發(fā)明針對超細(xì)銅渣在使用時，由于其比表面積大，含鐵量高，造成其不易分散且水化活性低，會使其弱化效果大大降低的不足，發(fā)明人在弱化劑中添加了三乙醇胺和亞硫酸鈉復(fù)合劑，不僅能更好的分散超細(xì)銅渣，且能促進(jìn)其水化，增強(qiáng)其早期水化，提高結(jié)晶水含量。