[發明專利]一種鎳鐵渣建筑材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111351909.8
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN113896494B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 吳聯權
• 申請（專利權）人: 吳聯權
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B18/14;C04B7/21;C04B20/02;C04B20/04
• 代理公司: 廣州赤信知識產權代理事務所(普通合伙) 44552
• 代理人: 龔素琴

本發明提供一種鎳鐵渣建筑材料及其制備方法，屬于金屬冶煉固廢利用技術領域，按重量份數計，包括如下的組分組成：水泥熟料40?60份、鎳鐵渣微粉1?25份、石膏2?8份、磷酸鹽2?8份，外加劑0.1?10份，其中，所述鎳鐵渣微粉是以工業鎳鐵渣為原料，經粉磨過程制得的比表面積在350?550m²/kg的微粉；本發明通過優化調節鎳鐵渣微粉的粉磨粒徑、摻和配比和組成結構特性，提高了水泥熟料的凝結強度。

技術領域

本發明涉及金屬冶煉固廢利用技術領域，具體涉及一種鎳鐵渣建筑材料及其制備方法。

背景技術

河砂作為一種自然資源，是混凝土和砂漿的重要原材料。近年來，我國的基礎設施建設投入加大，使得市場上對砂石的需求量不斷加大，而對自然資源的開采對環境造成了難以修復或不可修復的破壞。

鎳鐵渣是還原提取鎳和部分鐵后水淬急冷產生的工業廢渣，隨著我國不銹鋼以及特種合金產業的迅猛發展，利用黃土鎳礦冶煉鎳合金材料獲得了大量的鎳鐵渣，近年我國鎳鐵渣年排放量已超3000萬噸，成為我國繼鐵渣、鋼渣、赤泥之后第四大冶煉渣，但我國對鎳鐵渣廢料的綜合利用率較低，很多是露天堆放或掩埋，這不僅浪費資源，且占用大量土地，破壞其周圍的生態環境。因此，大力開展鎳鐵渣綜合利用的研究對我國乃至世界的鎳鐵行業意義重大。

鎳鐵砂主要成分是SiO₂、MgO、CaO和Al₂O₃，這使得鎳鐵砂硬度大、具有優秀的抗破壞能力等優點，有研究指出，鎳鐵渣具有潛在的膠凝活性，使得越來越多的研究開始關注鎳鐵渣份用作水泥混合材和混凝土礦物摻和料的可能性，中國建筑學會也在2016年6月發布了團體標準T/ASC01-2016《水泥和混凝土用鎳鐵渣粉》，針對鎳鐵渣粉在水泥和混凝土中的使用提出了一些具體的技術指標和要求。

前期的基礎研究發現，鎳鐵砂添加到混凝土中可以提高混凝土的強度，這可以大大提高混凝土的使用效率，而且并不會對安定性造成不良影響，但由于鎳鐵渣的火山灰活性較低，將其直接作為水泥摻和料的早期強度較低，強度增長慢，凝結時間較長等缺陷限制了其在膠凝材料中的進一步應用。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種鎳鐵渣建筑材料及其制備方法。

本發明的目的采用以下技術方案來實現：

一種鎳鐵渣建筑材料，按重量份數計，包括如下的組分組成：水泥熟料40-60份、鎳鐵渣微粉1-25份、石膏2-8份、磷酸鹽2-8份，外加劑0.1-10份，其中，所述鎳鐵渣微粉是以工業鎳鐵渣為原料，經粉磨過程制得的比表面積在350-550m²/kg的微粉。

優選的，按重量份數計，包括如下的組分組成：水泥熟料55-60份、鎳鐵渣微粉18-20份、石膏4-5份、磷酸鹽3-6份，外加劑2-5份。

優選的，所述鎳鐵渣建筑材料按重量份數計還包括：粗骨料90-100份、細骨料80-90份。

優選的，所述鎳鐵渣微粉為表面改性的鎳鐵渣微粉，其制備方法包括以下步驟：

S1、將工業鎳鐵渣進行破碎粉磨，按重量比例1-2％加入活性炭粉或煙煤粉，壓制成型后干燥，在氣氛保護高溫電爐中進行熱處理，熱處理溫度1000-1200℃，保溫時間1-2h，待自冷至室溫后再次進行破碎粉磨，依次經磁選除鐵和篩分后得到比表面積在350-550m²/kg的微粉；

S2、在攪拌條件下，將還原除鐵后的鎳鐵渣微粉加入到堿性硅溶膠溶液中，混合液料比在20-30mL/g，所述堿性硅溶膠溶液的濃度在10-30％，粒徑10-50nm，pH值在9-10，將混合體系在0.07-0.08MPa的真空度條件下攪拌反應2-4h，反應完成后濾出沉淀，沉淀依次以pH值在9-12的堿液、去離子水淋洗，再在90-110℃進行干燥處理，制得所述表面改性的鎳鐵渣微粉。