[发明专利]一种高水化活性硅珠的制备方法

说明书

本发明涉及到水泥原料制备技术领域，尤其涉及一种高水化活性硅珠的制备方法。该方法使得水玻璃碱渣中的硅酸钠水合物转变为碳酸钠和二氧化硅，此二氧化硅为超细粉体与气相的直接反应，结晶程度较低，反应活性较高，水玻璃碱渣中的原有二氧化硅亦是经1300‑1500℃急冷后的产品；高温气体同时使多晶硅粉废料中的过氧化氢分解为水和氧气，不再导致混凝土膨胀，而多晶硅废料在高温气体中的局部氧化提升了其反应活性。粉磨后水玻璃碱渣的粒度主要处于10‑30μm，而多晶硅粉废料的粒度主要处于1‑3μm，两者的搭配优化了产品最终的颗粒级配，提升了高水化活性硅珠的性能。

技术领域

本发明涉及到水泥原料制备技术领域，尤其涉及一种高水化活性硅珠的制备方法。

背景技术

随着环境保护要求的进一步加强，各种工业废弃物的综合利用得到了广泛的关注。粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废渣因排放量大受到格外关注，其综合利用率不断提高，目前矿渣的综合利用率已达100%，粉煤灰和钢渣的综合利用率也稳步提升。而一些非主流的工业废渣因产量相对较低，对其综合利用研究较少，其排放对环境造成严重的负担。

水玻璃碱渣是在水玻璃生产过程中固相溶解后生产的沉淀物，沉淀物主要由晶态二氧化硅和硅酸钠水合物组成，还有部分硅酸钙及氢氧化钙。这种工业废渣易磨性较好，适宜制备成粉体，但由于硅酸钠水合物会加速硅酸盐水泥的凝结硬化,使水泥凝结时间大幅度缩短,降低水泥的28d强度，难以直接作为掺和料应用于混凝土中或作为混合材应用于水泥生产中。并且硅酸钠水合物中含有大量的氧化钠，因此这种工业废渣也不适宜硅质原料配制生料入窑煅烧，至今这种工业废渣的综合利用率依然趋近与零。

多晶硅企业在生产过程中会产生大量的废水，这些废水中会残留大量的硅粉，其粒度处于微米级与亚微米级区间，且多以无定型的形式存在，在废水的处理过程中，由于使用了Fenton试剂，因此硅粉中残留部分的过氧化氢。废水中残留的硅粉硅单质的纯度一般为97%左右，在处理过程中混入了Al、Fe、Ca等其他金属元素，已难以回收作为多晶硅的原料。水泥混凝土是固体废弃物的较佳处理途径，其对固体废弃物的稳定性要求相对较低、且处理量大，可以大幅度的吸纳固体废弃物。但由于硅粉中残留的过氧化氢会释放氧气，导致混凝土膨胀，因此多晶硅企业的硅粉废料至今还难以应用于水泥混凝土中。

本发明涉及的一种高水化活性硅珠的制备方法，该方法使得水玻璃碱渣中的硅酸钠水合物转变为碳酸钠和二氧化硅，此二氧化硅为超细粉体与气相的直接反应，结晶程度较低，反应活性较高，水玻璃碱渣中的原有二氧化硅亦是经1300-1500℃急冷后的产品，二氧化硅晶体中缺陷较多，反应活性亦高于自然界中的二氧化硅；高温气体同时使多晶硅粉废料中的过氧化氢分解为水和氧气，不再导致混凝土膨胀，而多晶硅废料在高温气体中的局部氧化提升了其反应活性。粉磨后水玻璃碱渣的粒度主要处于10-30μm，而多晶硅粉废料的粒度主要处于1-3μm，两者的搭配优化了产品最终的颗粒级配，提升了产品的性能。废料中不再含有对混凝土强度不利的硅酸钠水合物及过氧化氢，使利用率较低的水玻璃碱渣和多晶硅粉废料得到了很好的应用。

发明内容

为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高水化活性硅珠的制备方法，其特征在于其步骤为：

a、将水玻璃碱渣和多晶硅粉废料按照重量比3-4:1同时加入到立式磨粉机中，向立式磨粉机中吹温度为500-600℃二氧化碳占15-20%（体积百分比）热风；

b、立式磨粉机中的二氧化碳的气体与水玻璃碱渣充分反应，使得水玻璃碱渣中的硅酸钠水合物转变为碳酸钠和二氧化硅，此二氧化硅为超细粉体与气相的直接反应，结晶程度较低，反应活性较高；

c、进入立式磨粉机中的热风同时使得多晶硅粉废料中的过氧化氢分解为水和氧气，不再导致混凝土膨胀，从而使得多晶硅废料在高温气体中的局部氧化提升了其反应活性；