[發(fā)明專利]堿激發(fā)黃鈉鐵礬渣水泥復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111283475.2
• 申請(qǐng)日: 2021-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN113955982B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周茜;李格格;陳權(quán);鄭江峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東佳納能源科技有限公司;清遠(yuǎn)佳致新材料研究院有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/00
• 分類號(hào): C04B28/00;C04B28/02
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 方良

本申請(qǐng)涉及水泥材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種堿激發(fā)黃鈉鐵礬渣水泥復(fù)合材料及其制備方法。堿激發(fā)黃鈉鐵礬渣水泥復(fù)合材料的原料包括如下重量份的組分：黃鈉鐵礬渣850?950份；水泥0?95份；水0?209份；堿性激發(fā)劑170?418份，堿性激發(fā)劑中含有至少50％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的堿性造紙廢液；其中，水泥與黃鈉鐵礬渣的質(zhì)量比為0?0.1；水和堿性激發(fā)劑的總重量與黃鈉鐵礬渣和水泥的總重量的比例為0.2?0.5。該堿激發(fā)黃鈉鐵礬渣水泥復(fù)合材料有效解決黃鈉鐵礬渣堆存、難處理問題，可一定程度降低傳統(tǒng)堿激發(fā)膠凝材料的制備成本，實(shí)現(xiàn)利廢環(huán)保、節(jié)約資源，而且形成的水泥試塊具有較好的力學(xué)強(qiáng)度性能，因此，具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于水泥材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種堿激發(fā)黃鈉鐵礬渣水泥復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

堿激發(fā)膠凝材料作為一種環(huán)保建筑材料，通常采用高爐礦渣或粉煤灰等工業(yè)固廢經(jīng)物理粉磨活化，再經(jīng)堿性激發(fā)劑例如氫氧化鈉、水玻璃等的化學(xué)活化作用下，產(chǎn)生與普通硅酸鹽水相近的水化膠結(jié)作用，以部分或全部替代普通硅酸鹽水泥。其不同齡期的養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度均與對(duì)應(yīng)養(yǎng)護(hù)階段的普通硅酸鹽水泥相差不大，可應(yīng)用于水泥地轉(zhuǎn)、墻體材料、混凝土預(yù)制件等，不僅可以有效解決大量工業(yè)固廢堆存與環(huán)境污染問題，還可以減少石灰石、粘土、鐵質(zhì)原料、石膏等天然材料(普通硅酸鹽水泥原材料)的開采。

黃鈉鐵礬渣，作為在鋰電行業(yè)中最前端的工業(yè)廢渣，主要來自于鈷中間品漿料酸浸并氧化一次除雜(Fe、Al、Cr)之后，進(jìn)行板框壓濾剩下的渣。目前我國(guó)黃鐵礬渣堆存量極其龐大，如果直接堆存或直接填埋，不僅處理成本高，而且占用空間，易造成Pb、Cd等重金屬的浸出嚴(yán)重污染環(huán)境，而且容易導(dǎo)致生物體內(nèi)重金屬的富集。當(dāng)前處理手段主要包括：(1)采用火法工藝、濕法工藝進(jìn)行有價(jià)金屬回收，但冶煉工藝復(fù)雜，易產(chǎn)生二次污染。(2)在硫酸錳中加入黃鈉鐵礬，通過熱酸浸出、凈化除雜、共沉淀和鐵氧體工藝等過程，制備出錳鋅鐵氧體產(chǎn)品，但制備成本較高，經(jīng)濟(jì)效益較低。(3)將鐵礬渣、碎玻璃、花崗巖和泥土分別按一定比例混合制成玻璃微晶材料，同樣其成本高、效益低。(4)制備建筑材料，主要以蒸壓磚、燒結(jié)磚為主，但由于力學(xué)強(qiáng)度差、易風(fēng)化，幾乎沒有實(shí)用性。

堿性激發(fā)劑通常要求堿性強(qiáng)、水溶性高、成本低，是堿激發(fā)膠凝材料成本控制的重要環(huán)節(jié)之一。造紙工業(yè)的污染物年排放量大，造紙廢液所含的污染物所占比例大于90％。造紙廢液若不及時(shí)處理，會(huì)嚴(yán)重威脅生態(tài)健康。通常對(duì)于造紙廢液的處理，可以分為三類：(1)通過優(yōu)化制漿造紙工藝來抑制或減少?gòu)U液的排放，此方法可有效控制污染物的產(chǎn)生，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，但投資較大。(2)將排放廢液進(jìn)行凈化處理后再排放，該方式對(duì)凈化處理技術(shù)要求高，還會(huì)可能產(chǎn)生二次污染。(3)對(duì)排放廢液進(jìn)行綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于提供一種堿激發(fā)黃鈉鐵礬渣水泥復(fù)合材料及其制備方法，旨在解決如何提供成本低、性能更優(yōu)的復(fù)合膠凝材料的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述申請(qǐng)目的，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N堿激發(fā)黃鈉鐵礬渣水泥復(fù)合材料，所述黃鈉鐵礬渣水泥復(fù)合材料的原料包括如下重量份的組分：

黃鈉鐵礬渣 850～950份；

水泥 0～95份；

水 0～209份；

堿性激發(fā)劑170～418份，所述堿性激發(fā)劑中含有至少50％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的堿性造紙廢液；

其中，所述水泥與黃鈉鐵礬渣的質(zhì)量比為0～0.1；所述水和所述堿性激發(fā)劑的總重量與所述黃鈉鐵礬渣和所述水泥的總重量的比例為0.2～0.5。