[发明专利]一种循环流化床粉煤灰基复合微粉及其制备方法

说明书

本发明提供一种循环流化床粉煤灰基复合微粉，所述复合微粉由硅铝质固废、稳定化碱性固废、矿渣微粉复合得到，硅铝质固废、稳定化碱性固废、矿渣微粉的质量比为(1‑3):1:(2‑5)。其中，所述硅铝质固废为循环流化床粉煤灰、煤渣、钢渣、硅灰、玻璃粉中的一种或两种以上的组合。本发明基于碱激发原理，可实现硅铝质固废与碱性固废的协同利用，优势互补，制备得到的复合微粉满足S95级矿粉指标要求，可应用于水泥掺合料，不仅节省复合微粉生产成本，还减少固废对环境的污染。

技术领域

本发明属于工业固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种循环流化床粉煤灰基复合微粉及其制备方法。

背景技术

随着我国城市化程度日益扩大，人们在住、行方面的需求使得建筑规模不断增加，水泥作为一种不可缺少的建筑材料需求量非常巨大，普通水泥的生产主要以石灰石、黏土等为主要原料，经过高温煅烧形成水泥熟料，但是在熟料生产过程中会排放大量CO₂(约占全国碳排放的14％)。将循环流化床粉煤灰等固废用于建材领域是部分替代水泥的有效途径，固废每代替一吨水泥熟料可减排850公斤CO₂。因此，循环流化床粉煤灰等固废的材料化利用，既能减少固废对环境的污染，还能节省水泥生产成本，同时有利于降低碳排放，响应我国“双碳”战略。

循环流化床锅炉发电是近年来迅速发展起来的一种高效、低污染、清洁燃煤新技术，该技术在我国的迅速推广和应用，同时也排放出大量的循环流化床燃烧副产物(循环流化床粉煤灰)。目前，循环流化床粉煤灰大量堆存，不仅占用大量土地空间，还存在污染空气和地下水的隐患。如果不对其进行无害化处理和高效利用，必将对环境造成二次污染。因此，开发一种合理利用循环流化床粉煤灰的技术路线亟不可待。

循环流化床锅炉的燃烧温度在850-950℃低于普通煤粉炉锅炉(1200-1300℃)，导致循环流化床粉煤灰的颗粒表面物理性质较差，颗粒较粗，不均匀，含有较多不安定组分f-CaO和SO₃。这些缺陷使得循环流化床粉煤灰用于水泥建材时，其工作性、安定性、强度发展等可能受到较大影响。

为了使循环流化床粉煤灰更好的再利用，现有技术多将循环流化床粉煤灰进行改性。如专利文献CN202111368236.7公开了一种改性循环流化床粉煤灰基胶凝材料，所述改性循环流化床粉煤灰的方法是将循环流化床粉煤灰经过水蒸气消解后和高分子水凝胶树脂混合均匀，所述高分子水凝胶树脂选自(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸盐，丙烯酰胺、N-取代丙烯酰胺、苯乙烯磺酸钠中的一种得到的均聚物或多种单体得到的共聚物。

再如，专利文献CN202010566730.3公开了一种利用循环流化床粉煤灰的辅助胶凝材料，所述辅助胶凝材料组成包括：60-80％的超细循环流化床粉煤灰，5-20％的需水量优化组分，10-25％的安定性优化组分，0-0.5％的化学调控组分。其中，需水量优化组分由超细矿渣粉、超细煤粉炉粉煤灰、粉煤灰微珠中的一种或多种组成；安定性优化组分由高炉矿渣粉、石灰石粉、尾矿粉中的一种或多种组成；化学调控组分由三乙醇胺乙酸酯、三乙二醇、二乙醇单异丙醇胺、硝酸钙、糖蜜和水组成。

从上述改进技术可以看出，无论是对循环流化床粉煤灰改性，还是通过加入三乙醇胺乙酸酯等物质进行化学调控，都是把循环流化床粉煤灰再利用过程复杂化了，而且增加了再利用成本，这样的改进市场潜力不大。

为了解决现有技术再利用成本高的问题，发明人将循环流化床粉煤灰等多种固废进行分类，主要分为碱性类固废和硅铝质固废，以碱激发原理为指导，两类固废协同利用，优势互补，获得满足S95级矿粉指标的循环流化床粉煤灰基复合微粉。

发明内容

本发明的目的是制备一种循环流化床粉煤灰基复合微粉，所述复合微粉选取具备高活性硅铝的固废，如循环流化床粉煤灰、钢渣、煤渣、玻璃粉、硅灰，另外选取碱性固废进行配合，利用碱性固废激发硅铝质固废，多种固废协同，最终获得满足S95级矿粉指标的复合微粉。本发明不仅节省复合微粉生产成本，还减少了循环流化床粉煤灰等固废对环境的污染。