[发明专利]一种镁渣胶凝材料及其成型工艺方法

说明书

一种提升镁渣胶凝材料成型能力及强度的工艺方法，采用在镁渣中加入小苏打(NaHCO₃)的方法将镁渣中的钙盐反应生成为碳酸钙，其中2γ‑C₂S+4H⁺＝4Ca²⁺(aq)+2SiO₄^4‑(aq)+4H⁺为镁渣主要成分硅酸二钙的水解过程，通过小苏打引入的H⁺进行反应，同时镁渣中含有一定量的CaO与Ca²⁺；通过两个反应产生CaCO₃，提升镁渣材料的成型能力和强度，同时CaCO₃具有较高的致密性，可减小材料的孔隙率，从而在不内加钢材的情况下提高材料的耐久性；无需特殊材料及设备即可进行生产；具有成本可控、流程简易及性能优良的优点，很好的解决了镁渣胶凝材料强度低的问题。

技术领域

本发明涉及冶金废渣再利用技术领域，具体涉及一种镁渣胶凝材料及其成型工艺方法。

背景技术

镁是最轻的结构金属材料之一，同时具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点，在现代工业中具有无可替代的作用。全球80％的镁由我国生产，并且主要采用硅热还原法冶炼，但通过此法生产1吨金属镁的同时，会产生5～6吨冶炼废渣即镁渣。为处理大量镁渣，目前主要采用直接填埋的方式，只有少量镁渣被用作水泥添加剂，或通过添加水泥制成建筑用砖。全国每年有数百万吨镁渣被直接填埋，或露天堆放，造成土地资源浪费和环境污染。因此，镁渣的再利用显得尤为迫切。

由于镁渣主要成分为γ-2CaO·SiO₂，其水化活性低，基本不与水发生反应，没有水化产物生成，颗粒之间有较大孔隙且没有粘结力，无法独立成型，所以γ-2CaO·SiO₂固体强度很低。在作为建筑材料时，镁渣大多通过与其它胶凝材料混合的方式成型，其中的胶凝材料通常用水泥。由水泥作为粘结材料时，镁渣掺料很小，镁渣利用率太低，无法成为镁渣处理的主力。另外，镁渣在使用时，一般还要用外加剂、碱激发剂等方法对镁渣进行活化，但通过这些方法提高镁渣水化活性的效果并不明显。因此，提高镁渣利用率，采用合理有效的镁渣活化方法使得镁渣能够独立粘结成型，就显得尤为重要。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种镁渣胶凝材料及其成型工艺方法，能够有效提升镁渣材料的成型能力和强度，在不内加钢材的情况下提高材料的耐久性，具有成本可控、流程简易及性能优良的优点，很好的解决了镁渣胶凝材料强度低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种镁渣胶凝材料，其原料包括水，碳酸氢钠，镁渣，碳酸氢钠与镁渣的质量比为1～8％，水与整体干料质量比为0.25～0.35。

一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，具体包括以下步骤：

步骤一、将炼镁工艺还原工序排出的还原渣冷却至室温，通过60～160目筛网后的筛下物，作为镁渣原料；

步骤二、取一定质量镁渣原料、碳酸氢钠、水进行混合，并充分搅拌，其中：碳酸氢钠与镁渣的质量比为1％～8％，水与整体干料质量比为0.25～0.35，得到拌合物；

步骤三、将步骤二得到的拌合物置入模具中，施加0.5～5Mpa的压力，使拌合物在模内填充均匀，在室温条件下放置一到两天后脱模；

步骤四、将步骤三中得到的材料进行养护后得到所述镁渣胶凝材料。

所述步骤二中，干料中还可添加占干料总重量0～5％的粉煤灰、0～5％的硅灰。

所述步骤四中的养护为自然养护、蒸压养护或碳化养护。

所述自然养护为在一般室内条件下放置2～3天；

所述蒸压养护或碳化养护适用于对镁渣胶凝材料抗压强度要求为4Mpa以上时；