[发明专利]一种基于焚烧飞灰的地聚合物注浆材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于焚烧飞灰的地聚合物注浆材料及其制备方法，所述地聚合物注浆材料包含如下组分：焚烧飞灰，粉煤灰，偏高岭土，硅灰，烧石膏，固体粉状碱性激发剂，铝矾土，碱石灰，减水剂，羟丙基甲基纤维素醚，消泡剂，聚醚引气剂，塑性膨胀剂，固体粉状吸附剂和水。本发明提供的基于焚烧飞灰的地聚合物注浆材料及其制备方法，利用地聚合物材料的三维立体网络笼形结构的特点固化焚烧飞灰的重金属离子，解决了秸秆、城市垃圾焚烧飞灰的回收再利用问题，以及传统固化重金属离子的填埋问题。本发明提供的聚合物注浆材料不但能很好地固化焚烧飞灰中重金属离子，而且施工、运输方便，制取的聚合物注浆材料各方面的性能优异。

技术领域

本发明涉及一种地聚合物及其制备方法，尤其涉及一种基于焚烧飞灰的地聚合物注浆材料及其制备方法。

背景技术

通过焚烧秸秆、城市垃圾进行发电，必然会产生大量的焚烧飞灰；焚烧飞灰的主要化学成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃；此外，焚烧飞灰常含有高浓度的重金属，如Hg、Pb、Cd、Cu、Cr及Zn等，这些重金属主要以气溶胶小颗粒和富集于飞灰颗粒表面的形式存在；同时在焚烧飞灰中还含有少量的二噁英和呋喃，因此焚烧飞灰其具有很强的潜在危害性。

焚烧飞灰的处理重金属离子的方式有：水泥固化法、沥青固化法、熔融固化技术、烧结陶粒技术、化学试剂处理法、地聚合物材料固化等；地聚合物材料通过溶解-解聚-再聚合的碱激发反应形成硅铝质三维立体网络笼形结构，将重金属离子固化到其结构之中；针对焚烧秸秆、城市垃圾进行生物质发电所产生的焚烧飞灰资源再利用问题，本发明提供一种基于秸秆、城市垃圾焚烧飞灰的地聚合物注浆材料及其制备方法，此地聚合物注浆材料不但解决焚烧飞灰中重金属离子处理的问题，而且提高了资源利用效率，合理利用秸秆、城市垃圾焚烧飞灰；地聚合物注浆材料通常采用液体钠水玻璃或钾水玻璃水剂与粉煤灰、矿粉、偏高岭土等矿物掺合料粉剂双组分组成，在常温条件下养护，地聚反应速度慢，早期强度较低，水玻璃的运输和存储较不便捷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于焚烧飞灰的地聚合物注浆材料及其制备方法，能够解决焚烧飞灰的处理问题以及解决地聚合物注浆材料中液体碱激发剂运输、存储等问题。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于焚烧飞灰的地聚合物注浆材料，包含如下组分：焚烧飞灰，粉煤灰，偏高岭土，硅灰，烧石膏，固体粉状碱性激发剂，铝矾土，碱石灰，减水剂，羟丙基甲基纤维素醚，消泡剂，聚醚引气剂，塑性膨胀剂，固体粉状吸附剂和水。

进一步的，所述固体粉状碱性激发剂为铝酸钙、铝酸钠和磷酸钠中的一种或多种。

进一步的，所述固体粉状吸附剂为磷酸钠、聚合氯化铝和乙二胺四乙酸中的一种或多种。

进一步的，各组分按重量份数配比如下：焚烧飞灰30-40份，粉煤灰15-20份，偏高岭土10-17份，硅灰8-12份，烧石膏5-15份，铝酸钙2-5份，铝酸钠2-3份，磷酸钠2-4份，铝矾土3-5份，碱石灰10-15份，聚羧酸减水剂0.8-1.5份或萘系减水剂0.8-2份，羟丙基甲基纤维素醚0.05-0.2份，有机硅消泡剂或聚醚消泡剂0.5-2份，聚醚引气剂0.05-0.1份，塑性膨胀剂0.05-0.12份，聚合氯化铝1-2份，乙二胺四乙酸1-2份，水料比为0.25-0.4。

进一步的，所述焚烧飞灰为来自于生物质发电厂焚烧炉烟囱、烟道、烟气净化系统收集的秸秆-城市垃圾焚烧飞灰，所述焚烧飞灰的粒径在200μm以下；所述粉煤灰采用45μm方孔筛筛余小于8％、烧失量小于5％、需水量比小于105％的Ⅰ级或Ⅱ级灰。

进一步的，所述偏高岭土为超细偏高岭土，比表面积大于1000m²/kg；所述硅灰的含硅量大于90％，粒径为1250-3000目；所述烧石膏为α型半水石膏，细度以0.125mm方孔筛筛余量百分数计，筛余量不大于5％。