[發明專利]一種CO2

在審

• 申請號: 202210923979.4
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115466072A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 酈怡;成銘釗;任天斌;朱偉豪
• 申請（專利權）人: 江蘇同萃和科技有限公司;江蘇集萃功能材料研究所有限公司
• 主分類號: C04B20/02
• 分類號: C04B20/02;C04B18/16;C04B18/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及專利IPC分類的C04B28/00領域，尤其涉及一種CO₂礦化鋼鐵業固體廢棄物的建筑材料及制備方法。建筑材料，以質量百分比計，原料至少包括：可礦化固廢、硅鋁質固廢和水，所述可礦化固廢與硅鋁質固廢的質量比為1：0.5?2.8。本申請制備的建筑材料利用鋼鐵行業產生的固廢消納排放的二氧化碳廢氣，利用固廢中活性鈣成分固定二氧化碳，限定可礦化固廢與硅鋁質固廢的質量比，使其具有較高的礦化活性，從而使固廢制品在提高固碳率的同時達到一定的抗壓強度，且過程中無需額外加熱，節約能源。

技術領域

本發明涉及專利IPC分類的C04B28/00領域，尤其涉及一種CO₂礦化鋼鐵業固體廢棄物的建筑材料及制備方法。

背景技術

在鋼鐵生產中產生二氧化碳等廢氣的同時產生鋼渣、轉爐鋼渣等固廢。從元素組成而言，這些大宗固廢含有大量的活性硅酸二鈣及硅酸三鈣，其可作為礦化原料，通過礦化技術與二氧化碳進行反應，不僅可固定鋼鐵行業產生的大量二氧化碳，降低行業碳排放，同時礦化產物可作為建材制品形成良好的經濟效益。

目前大多研究通過調控礦化反應的條件來影響最終產物的性能，包括礦化反應時間、反應壓力、礦化溫度等因素；現有技術(CN101269998B)中描述了一種碳酸化轉爐鋼渣在促進海洋吸收二氧化碳上的應用，其中礦化養護的溫度在350℃-800℃，并需要在0.1-3.6個大氣體條件下與二氧化碳氣體反應2-12小時，從而提高礦化試塊的強度，但需要額外提供高達350℃-800℃的礦化養護溫度。

現有技術(CN112430051A)中提出鋼渣-脫硫石膏-粉煤灰協同碳化制備的建材及方法，通過采取低溫碳化及礦化碳化兩步反應提高制品礦化率及強度，其中高溫碳化所需溫度在140℃～230℃，相對濕度控制在80％～90％，同時需將CO₂反應釜的壓力升高至0.5～1.0MPa，耗能巨大。

發明內容

為了解決上述問題，本發明第一方面提供了一種CO₂礦化鋼鐵業固體廢棄物的建筑材料，原料包括：可礦化固廢、硅鋁質固廢和水，所述可礦化固廢與硅鋁質固廢的質量比為1：0.5-2.8。

作為一種優選的方案，所述可礦化固廢為硅酸二鈣和/或硅酸三鈣質量百分比為10～50％的鋼渣、礦渣、鎂渣、廢石灰、廢水泥、鐵礦渣中的至少一種。

作為一種優選的方案，所述硅鋁質固廢為再生骨料、磷石膏、建筑渣土、黃磷渣、粉煤灰、冶煉渣、赤泥中的至少一種。

作為一種優選的方案，所述可礦化固廢在原料中的質量百分比不超過60％。

作為一種優選的方案，所述可礦化固廢與硅鋁質固廢的質量比為1：0.7-2.5。

作為一種優選的方案，所述建筑材料的原料還包括含二氧化碳氣體；所述含二氧化碳氣體中二氧化碳的體積分數為5～95％。

作為一種優選的方案，所述原料中水的用量能夠滿足固廢的成型需求。

作為一種優選的方案，所述原料經壓制成型獲得坯體，所述原料中固廢與水的固水質量比為7～9:1。

本發明第二方面提供了一種上述CO₂礦化鋼鐵業固體廢棄物的建筑材料的制備方法，步驟包括以下幾步：

(1)將可礦化固廢、硅鋁質固廢與水混合攪拌均勻得混合料；

(2)混合料送入消解系統消解15～70min；

(3)消解后的混合料送入機械成型系統，制成塊狀坯體；

(4)按一定的空隙率將坯體送入反應釜，密封反應釜進行反應，開啟閥門輸送含二氧化碳氣體至反應釜的壓力設定值，礦化反應一定時間，排氣至常壓，打開反應釜；