[發明專利]一種硅鈣基固廢協同礦化制備建材制品的方法及其應用

在審

• 申請號: 202210864936.3
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115448689A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 酈怡;成銘釗;任天斌;朱偉豪;吳家寶
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃功能材料研究所有限公司
• 主分類號: C04B30/00
• 分類號: C04B30/00;C04B40/02;C04B18/04;C04B18/08;C04B18/10;C04B18/12;C04B18/14;C04B18/16
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1.一種硅鈣基固廢協同礦化制備建材制品的方法，其特征在于：所述方法通過利用硅鈣基固廢作為基礎材料，并且調整硅鈣基固廢中活性鈣成分的含量，調控基礎材料的礦化活性，控制體系內礦化反應的程度，利用礦化反應產生的熱量提高體系溫度，達到水熱反應所需溫度，使體系內既能進行礦化反應，也能進行水熱反應。

2.根據權利要求1所述的硅鈣基固廢協同礦化制備建材制品的方法，其特征在于：所述方法的具體步驟為：(1)將固體廢棄物與水分混合均勻，并且保持混合料中的水分含量在預定數值；(2)將混合料消解過后送入成型系統，制成生坯；(3)將生坯按一定填充率送入反應釜，室溫下通入含二氧化碳氣體進行復合礦化反應，完成后即得。

3.根據權利要求2所述的硅鈣基固廢協同礦化制備建材制品的方法，其特征在于：所述固體廢棄物包括硅鈣質固廢和硅鋁質固廢；所述混合料中的水分含量為5～30wt％。

4.根據權利要求2或3所述的硅鈣基固廢協同礦化制備建材制品的方法，其特征在于：所述反應釜的填充率為5-55％。

5.根據權利要求2-4任一項所述的硅鈣基固廢協同礦化制備建材制品的方法，其特征在于：所述復合礦化反應的反應時間為1～12小時；所述復合礦化反應的反應壓力為0.05～3MPa。

6.根據權利要求1-5任一項所述的硅鈣基固廢協同礦化制備建材制品的方法，其特征在于：所述硅鈣基固廢中的硅鈣基為硅酸二鈣和硅酸三鈣；所述硅酸二鈣和硅酸三鈣在混合料中的質量百分比不低于30％，優選地，所述硅酸二鈣和硅酸三鈣在混合料中的質量百分比為30～60％。

7.根據權利要求1-6所述的硅鈣基固廢協同礦化制備建材制品的方法，其特征在于：所述硅鈣基固廢為鋼渣、礦渣、高爐渣、赤泥、煤渣、鎂渣、磷渣、錳渣中一種或多種。

8.根據權利要求1-7所述的硅鈣基固廢協同礦化制備建材制品的方法，其特征在于：所述生坯的總質量為m，單位t；反應釜的體積為v，單位m³；反應裝置的熱容為H，單位J/K；生坯的真密度為ρ，單位kg/m³；混合料中硅酸二鈣質量分數為a₁，單位％；混合料中硅酸三鈣質量分數為a₂，單位％；k₁、k₂為反應經驗常數；反應初始溫度為T₀，單位K；反應壓力為P，單位MPa；上述參數滿足下式：(1)[1.3136*m*a₁*k₁*10⁹/(373.15-T₀)+6.0*10⁴*m*a₁-8.99*10⁴*m*a₁*k₁]+[1.8203*10⁹*m*a₂*k₂/(373.15-T₀)+6.0*10⁴*m*a₂-6.68*10⁵*m*a₂*k₂]＞H+3.593*10⁵*v/T₀-3.593*10⁸*m/(ρ*T₀)+4.446*10⁶*v*(P-37.315/T₀)-4.446*10⁹*m*(P-37.315/T₀)/ρ+1.461*10⁶*m-4.356*P+2.344*10⁸/(373.15-T₀)-2.344*10¹¹*m/(373.15*ρ*v-T₀*ρ*v)。