[发明专利]一种含煤制油粗渣的混凝土及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含煤制油粗渣的混凝土及其制备方法，该混凝土按重量份数计包括以下原料：胶凝材料15‑20份、细骨料30‑40份、粗骨料40‑50份、水3.75‑9份和减水剂0.015‑0.4份；其中，所述胶凝材料按重量份数计包括：煤制油粗渣3‑30份、矿渣20‑60份、钢渣粒10‑40份、石膏5‑20份，水泥2‑15份。本发明提供的混凝土各原料级配合理，具有优良的机械性能；有效利用了煤制油粗渣、矿渣、钢渣、石膏等工业固体废弃物，成本低廉、经济环保。本发明还提供了相应的制备方法，该制备方法实现了全流程无废化、无污染、高效化。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物资源化利用领域和建筑材料技术领域，具体涉及一种含煤制油粗渣的混凝土及其制备方法。

背景技术

我国煤炭储量丰富，但石油储量较为匮乏，远远满足不了我国工业发展中对石油的需求。煤制油工业是以煤炭为原料生产石油化工产品的一项技术。在煤制油的过程中会产生粗渣和细渣，仅榆林市的产生量，预计2020年将达到1031.9万吨。目前，煤制油粗渣的处理方式多为堆存或者填埋，不仅占用大面积的土地，极易对地表水、地下水和土壤造成污染，堆存还容易产生扬尘等大气污染问题。

以本发明所使用的煤制油粗渣为例进行说明，该煤制油粗渣来自于山西某煤制油工厂，颜色呈黑色。检测结果显示，该煤制油粗渣残余碳极低，烧失量在0-3％左右，热力学(热重差热)的结果显示这种煤制油粗渣几乎没有质量损失。XRD(X射线衍射分析)的分析结果显示，该煤制油粗渣不含有晶体，呈现出良好的非晶态。XRF(X射线荧光光谱分析)的分析结果显示，这种煤制油粗渣，含有非常丰富的氧化钙、二氧化硅、氧化铝以及一定量的氧化铁，其中二氧化硅含量在47％以上、氧化铝含量在24％以上，合计在72％以上，氧化钙的含量在15％以上，氧化铁含量在5％左右，以上各种氧化物总量占到93％左右，有前景作为优质的建筑材料原料，可应用于生产胶凝材料、混凝土、建筑用砖、墙体材料等。

专利文献CN108817030A公开了一种煤气化细渣活化处理的方法，包括将煤气化细渣与碱性介质粉末研细混匀后，在较低的外界温度(该温度低于固相反应需要的温度)下，通入适量含氧气氛，促进煤气化细渣中未燃烧物快速燃烧。而快速产生的热量能使反应物的温度迅速提升到适合固相反应发生的温度，最终实现细渣中的硅铝化合物快速转化为活性相。而该活性相易于通过化学方法分离提取其中的Al，Si，Fe等化学成分。但该方法仅适用于残余碳含量较高的煤气化细渣的处理，并未涉及几乎不含残余碳的煤制油粗渣的处理方法，且处理工艺复杂。

专利文献CN107986643A公开了一种利用煤气化细渣制备吸附材料的方法，包括：a、加水配制煤气化细渣浆料；b、制备富硅复合料浆和富炭复合料浆；c、制备富炭吸附材料。但该方法依然仅适用于残余碳含量较高的煤气化细渣的处理，并未涉及几乎不含残余碳的煤制油粗渣的处理方法，且处理流程复杂，成本较高。

因此，寻找一种处理工艺简单、经济合理、能够充分有效利用煤制油粗渣的方法，同时能够综合利用矿渣、钢渣、石膏等工业固体废弃物，这是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含煤制油粗渣的混凝土及其制备方法，该制备方法具有工艺简单、经济合理、能够充分有效利用煤制油粗渣的优点。

为此，本发明的第一方面提供一种含煤制油粗渣的混凝土，按重量份数计包括以下原料：胶凝材料15-20份、细骨料30-40份、粗骨料40-50份、水3.75-9份和减水剂0.015-0.4份(以减水剂的干基质量计)；

其中，所述胶凝材料按重量份数计包括：煤制油粗渣3-30份、矿渣20-60份、钢渣粒10-40份、石膏5-20份，水泥2-15份。

进一步，所述钢渣粒的粒度小于3mm。