[發明專利]一種利用工業廢渣制備高碳化活性膠凝材料的方法

有效

• 申請號: 202111301869.6
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN113880466B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 馬韻升;王發洲;劉志超;崔東波;蔡穎輝;張學雷;張余鑫;賀永鵬;楊猜霞;祁澤;白君君;徐繼任;穆廣杰
• 申請（專利權）人: 山東漢博昱洲新材料有限公司;武漢理工大學
• 主分類號: C04B7/24
• 分類號: C04B7/24;C04B7/14;C04B7/147
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張璐

本發明公開了一種利用工業廢渣制備高碳化活性膠凝材料的方法，首先將鈣質廢渣和硅質廢渣按照2.954～3.688:1的質量比混合得到生料，然后將生料造粒后烘干，在1300～1450℃下煅燒后冷卻至室溫即制備得到所述高碳化活性膠凝材料。本發明利用工業廢渣作為鈣源和硅源燒成以γ?C₂S為主要礦物相碳化膠凝材料，成本低廉，且能夠有效大量地利用難以通過填埋處理的工業廢渣，帶來巨大的環境效益，同時，制備得到的膠凝材料短時間的碳化養護就具有較高的物理性能，是一種低碳環境友好型材料，具有較好的應用推廣前景。

技術領域

本發明屬于無機膠凝材料領域，尤其涉及一種利用工業廢渣制備高碳化活性膠凝材料的方法。

背景技術

電石渣為在制備乙炔氣時通過水解電石得到的以氫氧化鈣(Ca(OH)₂)主要成分的工業廢渣。根據《危險廢物鑒別標準》(GB5085—2007)，電石廢渣屬Ⅱ類一般工業固體廢物，填埋處理會造成土地堿化造成嚴重的環境污染。硫脲渣為使用石灰氮和硫化氫生產硫脲過程中產生的以Ca(OH)₂為主要成分的工業廢渣，其暴露在空氣中會有刺鼻性氣味，且填埋會造成嚴重的土壤污染。目前以上工業廢渣在水泥的燒制中已經得到了一定程度的應用，但由于工業廢渣中往往含有大量硫元素、鹵素元素等助熔元素，會造成窯內結皮等問題。且由于工業廢渣往往含有大量的水，若在水泥生產中大量使用，則需將其烘干處理，會產生大量的能耗。石英尾礦和黃金尾礦為礦石開采加工過程中產生的廢渣，其二氧化硅(SiO₂)含量極高且價格便宜，是理想的硅源。

伽馬型硅酸二鈣(γ-C₂S)具有優秀的二氧化碳吸收能力和發展極快的機械性能，同時其在形成過程中會由于晶型轉變產生一定的體積膨脹，導致最終熟料會自然粉化從而節省大量的粉磨成本。以γ-C₂S為主要礦物相的熟料能同時具有高碳化活性和自粉化特性，是一種低碳環境友好型材料。目前高γ-C₂S含量的碳化膠凝材料的燒制主要采用熟石灰和石英粉，成本較高，若采用傳統水泥燒制所用的石灰石和砂巖等作為原材料，則燒成的碳化膠凝材料礦物相組成中γ-C₂S含量不高，且石灰石和砂巖的破碎粉磨會產生大量的能耗。

發明內容

針對現有技術不足，本發明的目的在于提出提供了一種利用工業廢渣(電石渣、硫脲渣、石英尾礦和黃金尾礦)制備高碳化活性膠凝材料方法，以電石渣和硫脲渣作為鈣質原材料，石英尾礦和黃金尾礦作為硅質原材料，經過配料、混料、成型、煅燒等步驟得到以γ-C₂S為主要礦物相的具有高碳化活性的碳化膠凝材料。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種利用工業廢渣制備高碳化活性膠凝材料的方法，包括如下步驟：

首先將鈣質廢渣和硅質廢渣按照2.954～3.688:1的質量比混合得到生料，然后將生料造粒后烘干，在1300～1450℃下煅燒后冷卻至室溫即制備得到所述高碳化活性膠凝材料。

所屬高碳化活性膠凝材料以γ-C₂S為主要礦物相，其占熟料的質量百分比超過50％。

優選的，所述鈣質廢渣和硅質廢渣按照2.5～2.8:1的質量比混合。

優選的，所述煅燒的時間為0.5～1h。

優選的，所述鈣質廢渣為硫脲渣和電石渣中的至少一種。

優選的，所述硅質廢渣為石英尾礦和黃金尾礦中的至少一種。

優選的，所述鈣質廢渣的粒度為D500.050mm；所述硅質廢渣的粒度為D50160mm。

優選的，所述硫脲渣的品質符合以下標準：通過1050℃灼燒后其化學組成中CaO含量應80％，SO₃含量應5％。