[发明专利]一种利用镍渣进行石膏增韧的方法及其制品

说明书

本发明公开了一种利用镍渣进行石膏增韧的方法及其制备，所述方法为：将镍渣、工业石膏、含钙废弃物和含铝废弃物，混合均匀，加水，研磨，水灰比为0.4～0.55，研磨20min，将混合料倒入模具中，成型后脱模，得到试样；将上述试样标准养护至3～5d后，再进行湿热养护，养护温度为50～135℃，养护时间为3～24h，得到镍渣自增韧制品。采用本发明所提供的方法制得的镍渣热养护制品具有韧性好，无需添加对人体有害的有机物，也无需掺加纤维。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种利用镍渣进行石膏增韧的方法及其制品。

背景技术

镍渣是种常见的工业废渣，来源是镍和不锈钢冶炼工厂，镍渣的形成方式是把熔融状态下的镍渣经过水淬后使其变成粒化高炉矿渣。镍渣的化学成分由于镍的来源以及冶炼的不同方式而产生了比较大的差异，但多数镍渣的主要化学成分是二氧化硅和氧化铁，水淬后的镍渣易脆，由于活性低，镍渣综合利用率低，多作为混凝土的骨料来使用，据统计，直至现在，在露天堆积的镍渣超过了3.3×10⁷t，这浪费了大量土地资源，还对污染了环境，废渣的有效处置和综合利用迫在眉睫。

石膏是单斜晶系矿物，是主要化学成分为硫酸钙(CaSO₄)的水合物。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能。但是常规石膏的强度比较低，这在很大程度上限制了它在实际施工中大量推广。

为了克服石膏的缺点，通常会采用多种增强方式，例如增强、增韧，提高其抗冲击能力。目前石膏的增韧方式有限，一类是加入外加剂来改善界面，提高抗拉强度等，如申请号为201410164510.2的中国专利申请，公开了一种复配芳磺基甜菜碱的聚羧酸系陶瓷模用石膏外加剂，芳磺基甜菜碱能够与Ca²⁺结合，能够降低水膏比，有利于提高陶瓷石膏模具的强度；另一类是引入高抗拉强度的增强体，如引入钢筋、纤维等，也可掺加秸杆。如申请号为201410453645.0的中国专利申请，公开了一种玄武岩纤维增强石膏，10-15％的玄武岩纤维，提高了石膏的韧性。现有增韧技术具有以下的不足：(1)有机物的添加对人体有害；(2)不能可持续发展，对废弃物的利用率较低；(3)制备工艺复杂；(4)外加纤维，制备成本高。

能否开发一种新型的不添加有机物的增韧方式，不仅能够克服上述现有技术中的工艺复杂、能耗高的不足，而且能够实现废渣的有效处理，是值得本领域研究的课题。

发明内容

发明目的：针对现有增韧方式的制备工艺复杂，能耗较高的不足，为了满足可持续发展的要求，本发明提供了一种利用镍渣进行石膏增韧的方法及其制品，该方法无需添加有机物的，且实现了废弃物的综合利用。

技术方案：本发明提供了一种利用镍渣进行石膏增韧的方法，向工业石膏中加入镍渣、含钙废弃物和含铝废弃物，混合，研磨，加水，混匀得到混合料，将混合料倒入模具中，成型后脱模，得到试样；将上述试样进行标准养护后，再进行湿热养护，即完成增韧；所述的含钙废弃物为糖滤泥、电石渣中的一种或多种混合物，所述的含铝废弃物为铝矾土、煤矸石、粉煤灰和赤泥中的一种或多种混合物。

上述步骤中，所述的加水，水灰比为0.4～0.55。所述的研磨，研磨时间为20～30min，研磨至比表面积为300～400m²/kg。所述的成型，将混合料倒入模具后，振动成型，硬化后即可拆模。

本发明的养护较为重要，标准养护有助于制品的早期水化反应和凝结硬化，湿热养护促进反应的进行，因此先进行标准养护，再进行湿热养护。所述的标准养护，条件为18～22℃，相对湿度为92～98％，养护时间为3～5d。优选的条件为：温度20℃，相对湿度95％，养护时间为4d。所述的湿热养护养护温度为50～135℃，养护时间为3～24h。优选养护温度为135℃，养护时间为3h。