[发明专利]一种充填胶凝材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种充填胶凝材料的制备方法，具体步骤如下：按重量将50%～70%的石硫合剂残渣与30%～50%的干法、半干法脱硫灰混合，在300℃～450℃煅烧得到改性渣；将钢渣、矿渣、改性渣按30～50:40～70:5～20比例粉磨得到胶凝材料。本方法具有工艺简单、能耗低、废渣掺量高、生产成本低等特点，实现了钢渣、矿渣、石硫合剂残渣和脱硫灰等多种工业废渣的资源化协同利用，还解决了废渣的占地问题，减少了对环境的污染。

技术领域

本发明涉及一种充填胶凝材料的制备方法，具体涉及一种利用钢渣、矿渣、石硫合剂残渣和脱硫灰制备充填胶凝材料的方法。

背景技术

钢渣、矿渣分别是钢铁企业在炼钢过程和炼铁过程产生的固体副产物，目前，我国每年产生1亿吨钢渣、2亿吨矿渣。钢渣、矿渣都经过高温冶炼和水淬过程，因此都具有一定的水化胶凝活性。目前，矿渣的资源化利用开展的较好，矿渣主要用于生产矿渣微粉广泛用作活性混合材，应用于水泥、混凝土中，已经成为一种重要的建筑工程原料。钢渣由于活性比矿渣差、硬度高，以及安定性等问题的存在，其利用率较低，仅为30%左右。如何提高钢渣的利用率一直是科研机构和相关企业关注的热点问题。

石硫合剂，是由生石灰、硫磺加水熬制而成的一种用于农业上的杀菌剂。在众多的杀菌剂中，石硫合剂以其取材方便、价格低廉、效果好、对多种病菌具有抑杀作用等优点，被广大果农、景观绿化所普遍使用。熬制石硫合剂的母液用于树木病虫害防治，而产生的残渣一般堆弃处置，残渣中含有大量硫化合物，对周边生态环境产生了很大影响，甚至危害地下水体安全。

干法、半干法脱硫灰是燃煤锅炉通过干法、半干法烟气脱硫工艺产生的副产物，主要含亚硫酸钙、硫酸钙、氧化钙、碳酸钙和飞灰等成分。目前，对其资源化应用尚处在研究阶段，还没有进行大规模应用。干法、半干法脱硫灰中的亚硫酸钙不稳定，在一定条件（氧气、水分）下回被氧化成硫酸钙，体积会发生膨胀，这是制约干法、半干法脱硫灰应用的一个主要原因。

本发明以钢渣、矿渣为主料，复合石硫合剂残渣和脱硫灰制备充填胶凝材料，实现多种固体废渣的协同资源化利用。

发明内容

本发明提供了一种利用钢渣、矿渣、石硫合剂残渣和干法半干法脱硫灰制备充填胶凝材料的方法，得到的胶凝材料可用于市政工程回填或矿井采空区回填。

一种充填胶凝材料的制备方法，具体步骤如下：

按重量将50%～70%的石硫合剂残渣与30%～50% 的干法、半干法脱硫灰混合，在300℃～450℃煅烧得到改性渣；将钢渣、矿渣、改性渣按30～50: 40～70:5～20比例粉磨得到胶凝材料。

进一步地，所述石硫合剂残渣化学组成为：O 40%～45%、S 19%～23%、Ca 30%～35%、Mg 0.3%～1%、Si 0.4%～1.2%、Fe 0.5%～10.2%。

进一步地，所述干法、半干法脱硫灰化学组成为：SiO₂ 8%～28%、CaO 30%～65%、MgO 0.7%～4.5%、Al₂O₃ 1%～18%、SO₃ 2%～25%。

进一步地，所述胶凝材料粉磨至比表面积400～550m²/kg。

积极的有益效果：本发明提供了一种低成本充填材料的制备方法，主要材料为钢渣、矿渣、石硫合剂残渣和干法半干法脱硫灰。钢渣、矿渣具有一定的水化胶凝活性，但是强度降低，不能直接进行充填使用。石硫合剂残渣中含有复杂的钙硫化合物，干法半干法脱硫灰中含有亚硫酸钙成分，均不能直接用于制备胶凝材料；将二者按一定比例混合并升温改性，能够将其中的钙硫化合物、亚硫酸钙成分转化成对胶凝体系有利的成分。发挥钙硫化合物、亚硫酸钙的协同作用，强化钢渣、矿渣的水化反应得到的改性渣能够明显提高充填胶凝材料的体系强度，满足充填要求。