[发明专利]一种利用工业废渣制备高碳化活性胶凝材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用工业废渣制备高碳化活性胶凝材料的方法，首先将钙质废渣和硅质废渣按照2.954～3.688:1的质量比混合得到生料，然后将生料造粒后烘干，在1300～1450℃下煅烧后冷却至室温即制备得到所述高碳化活性胶凝材料。本发明利用工业废渣作为钙源和硅源烧成以γ‑C₂S为主要矿物相碳化胶凝材料，成本低廉，且能够有效大量地利用难以通过填埋处理的工业废渣，带来巨大的环境效益，同时，制备得到的胶凝材料短时间的碳化养护就具有较高的物理性能，是一种低碳环境友好型材料，具有较好的应用推广前景。

技术领域

本发明属于无机胶凝材料领域，尤其涉及一种利用工业废渣制备高碳化活性胶凝材料的方法。

背景技术

电石渣为在制备乙炔气时通过水解电石得到的以氢氧化钙(Ca(OH)₂)主要成分的工业废渣。根据《危险废物鉴别标准》(GB5085—2007)，电石废渣属Ⅱ类一般工业固体废物，填埋处理会造成土地碱化造成严重的环境污染。硫脲渣为使用石灰氮和硫化氢生产硫脲过程中产生的以Ca(OH)₂为主要成分的工业废渣，其暴露在空气中会有刺鼻性气味，且填埋会造成严重的土壤污染。目前以上工业废渣在水泥的烧制中已经得到了一定程度的应用，但由于工业废渣中往往含有大量硫元素、卤素元素等助熔元素，会造成窑内结皮等问题。且由于工业废渣往往含有大量的水，若在水泥生产中大量使用，则需将其烘干处理，会产生大量的能耗。石英尾矿和黄金尾矿为矿石开采加工过程中产生的废渣，其二氧化硅(SiO₂)含量极高且价格便宜，是理想的硅源。

伽马型硅酸二钙(γ-C₂S)具有优秀的二氧化碳吸收能力和发展极快的机械性能，同时其在形成过程中会由于晶型转变产生一定的体积膨胀，导致最终熟料会自然粉化从而节省大量的粉磨成本。以γ-C₂S为主要矿物相的熟料能同时具有高碳化活性和自粉化特性，是一种低碳环境友好型材料。目前高γ-C₂S含量的碳化胶凝材料的烧制主要采用熟石灰和石英粉，成本较高，若采用传统水泥烧制所用的石灰石和砂岩等作为原材料，则烧成的碳化胶凝材料矿物相组成中γ-C₂S含量不高，且石灰石和砂岩的破碎粉磨会产生大量的能耗。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提出提供了一种利用工业废渣(电石渣、硫脲渣、石英尾矿和黄金尾矿)制备高碳化活性胶凝材料方法，以电石渣和硫脲渣作为钙质原材料，石英尾矿和黄金尾矿作为硅质原材料，经过配料、混料、成型、煅烧等步骤得到以γ-C₂S为主要矿物相的具有高碳化活性的碳化胶凝材料。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种利用工业废渣制备高碳化活性胶凝材料的方法，包括如下步骤：

首先将钙质废渣和硅质废渣按照2.954～3.688:1的质量比混合得到生料，然后将生料造粒后烘干，在1300～1450℃下煅烧后冷却至室温即制备得到所述高碳化活性胶凝材料。

所属高碳化活性胶凝材料以γ-C₂S为主要矿物相，其占熟料的质量百分比超过50％。

优选的，所述钙质废渣和硅质废渣按照2.5～2.8:1的质量比混合。

优选的，所述煅烧的时间为0.5～1h。

优选的，所述钙质废渣为硫脲渣和电石渣中的至少一种。

优选的，所述硅质废渣为石英尾矿和黄金尾矿中的至少一种。

优选的，所述钙质废渣的粒度为D500.050mm；所述硅质废渣的粒度为D50160mm。

优选的，所述硫脲渣的品质符合以下标准：通过1050℃灼烧后其化学组成中CaO含量应80％，SO₃含量应5％。