[发明专利]一种高活性镍渣基水泥混合材及其制备方法

说明书

本发明提供一种高活性镍渣基水泥混合材，原材料包括基础物料和外加剂。所述基础物料包括工业冶金镍渣、粉煤灰、超细硅灰、石膏；所述外加剂包括NDZ‑401钛酸酯偶联剂，乙烯基双硬脂酰胺。本发明还提供所述高活性镍渣基水泥混合材的制备方法。本发明在保持镍渣原有的物理化学性能基础上，主要通过两种处理工艺将工业冶金镍渣制备成高活性水泥混合材：一方面，利用流化床式气流磨将工业冶金镍渣微细化处理；另一方面，将制得的工业冶金镍渣微粉与粉煤灰、超细硅灰进行合理配伍。同时，本发明的高活性镍渣基水泥混合材符合国际GB11968‑2006的相关指标，对镍渣的大量使用具有指导性和现实意义。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种利用工业冶金镍渣制备的高活性镍渣基水泥混合材及其制备方法。

背景技术

水泥混合材是一类矿物质材料，包括如粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰一类的活性水泥混合材，以及与水泥不发生化学反应的工业废渣、石灰石、粘土、磨细石英砂一类的非活性水泥混合材。水泥混合材的主要作用包括：

1)在水泥中掺加水泥混合材可以调节水泥标号与品种，增加水泥产量，降低生产成本，

2)在一定程度上改善水泥的某些性能，满足建筑工程对水泥的特殊要求，

3)可以综合利用大量工业废渣，消化固体废弃物，从而减少对环境的污染。

近年来，为了使我国水泥工业走上优质、低耗、高效与环境相容的可持续发展道路，应充分利用工业废渣这一廉价宝贵的资源作为水泥水泥混合材，使水泥这种最重要的建筑材料成为绿色材料。将工业废渣用作为水泥水泥混合材的水泥制品具有水化热低、耐腐蚀性好、流动度好、后期强度高、微膨胀性等优点，且在淡水和硫酸盐介质环境中具有良好的抗侵蚀性，因此被广泛用于地下、水工、海工建筑工程中。

在镍金属冶炼过程中，浮于熔融态镍金属顶部的镍渣每5～8h排渣1次，排出的镍渣再经过自然冷却或者水淬冷却后形成粒化高炉废渣。目前，我国镍金属生产主要采用电炉熔炼、闪速炉熔炼和鼓风炉熔炼等生产工艺，其中闪速炉熔炼技术最为先进，该工艺每生产1t镍金属需排出约10～16t镍渣。镍渣中含有较多Cu、Co、Ni及Fe等有用元素，可以回收利用。同时，镍渣可用于制备微晶玻璃、生产墙体材料(如加气混凝土砌块)、新型建材(如透水混凝土)、替代混凝土粗、细集料，或用作为井下填充材料。除此之外，还可以利用镍渣制备纤维、焊接剂、优质燃料、精脱硫剂，以及用作农业肥料等。此外，进一步加强研究镍渣综合利用技术和先进装备，以及开发镍渣的高附加值产品仍具有重要意义。

目前，有许多研究者进行了工业冶金镍渣固废资源化利用的探索。公开号CN104030633A的中国发明专利申请(公开日2014年9月10日)公开了将镍渣磨细筛分制成建筑用砂，用在混凝土生产领域，为解决天然砂日趋匮乏找到了新的途径。公开号CN104529312A的中国发明专利申请(公开日2015年4月22日)公开了利用镍渣制备镍渣砖，作为烧结砖的有效替代品，其成型与养护工艺简单，易于实现规模化生产，市场前景广阔。再如，公开号CN104671825A的中国发明专利申请(公开日2015年2月16日)公开了利用镍渣制备蒸压加气混凝土砌块，其单位体积重量是粘土砖的三分之一，保温性能是粘土砖的3-4倍，隔音性能是粘土砖的2倍。