[发明专利]精炼渣碳酸化优化的地质聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及地质聚合物制备技术领域，是一种精炼渣碳酸化优化的地质聚合物及其制备方法，该精炼渣碳酸化优化的地质聚合物是将精炼渣进行碳酸化反应得到碳化精炼渣，再将碱性液体激发剂、碳化精炼渣和粉煤灰混合搅拌后得到。本发明将精炼渣进行碳酸化反应，有效地解决了工业废弃物精炼渣存在高碱性和游离CaO而导致其作为建筑材料、水利工程、道路工程等原料安定性不良和稳定性差的问题，本发明采用碳化精炼渣作为制备精炼渣碳酸化优化的地质聚合物的原料，实现了工业废弃物的再利用，同时，本发明制备的精炼渣碳酸化优化的地质聚合物，其结构致密性好，有良好的力学性能，在制备建筑材料、墙体材料和吸附材料领域有广泛的应用。

技术领域

本发明涉及地质聚合物制备技术领域，是一种精炼渣碳酸化优化的地质聚合物及其制备方法。

背景技术

地质聚合物是一种新型绿色的高性能胶凝材料，地质聚合物是由AlO₄和SiO₄四面体结构单元组成三维立体网状结构的无机聚合物，无定形到半晶态，属于非金属材料。这种材料具有优良的机械性能和耐酸碱、耐火、耐高温的性能，有取代普通硅酸盐水泥的可能和可利用工业矿物废物和建筑垃圾作为原料的特点，在建筑材料、高强材料、固核固废材料、密封材料、和耐高温材料等方面均有应用。

目前，我国钢铁冶炼技术已经走在世界前列，2018年粗钢产量已经超过全球产量的二分之一，达到8亿吨，但同时我国也是世界最大的产钢渣国家，由于炼钢程序不同分为bofs、eafs、lfs，lf精炼渣是炼钢过程中二次冶炼的渣，为了去除其中磷、硫往往添加石灰石等添加剂，导致了精炼渣具有高碱性的特点，精炼渣中的CaO含量一般占40％至60％，精炼渣中的高碱性和游离的CaO的特性导致其作为建筑材料、水利工程、道路工程等原料安定性不良的问题。

发明内容

本发明提供了一种精炼渣碳酸化优化的地质聚合物及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决工业废弃的精炼渣存在高碱性和游离CaO而导致其作为建筑材料、水利工程、道路工程等原料安定性不良的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种精炼渣碳酸化优化的地质聚合物，按下述步骤得到：第一步，将所需量经过研磨、过筛后的精炼渣与水进行混合并搅拌，同时，通入CO₂进行碳酸化反应得到碳化精炼渣浆液，其中，精炼渣与水的重量比为1:4.5至5.5；第二步，将碳化精炼渣浆液经过固液分离、干燥后得到碳化精炼渣；第三步，取所需量的水玻璃、氢氧化钠和水混合并搅拌均匀后得到碱性液体激发剂，其中，水玻璃按重量份计为22份至26份，氢氧化钠为38份至42份，水为58份至62份；第四步，在碱性液体激发剂中加入所需量的碳化精炼渣和粉煤灰混合并搅拌后得到精炼渣碳酸化优化的地质聚合物，其中，碳化精炼渣按重量份计为65份至75份，粉煤灰为200份。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述第一步中，精炼渣的粒径为38μm至88μm。

上述第一步中，搅拌转速为600rpm至700rpm。

上述第一步中，CO₂通气量为450ml/min至500ml/min。

上述第一步中，碳酸化反应温度为18℃至22℃。

上述第二步中，干燥温度为103℃至108℃，干燥时间为1.8h至2.2h。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种精炼渣碳酸化优化的地质聚合物的制备方法，按下述步骤进行：第一步，将所需量经过研磨、过筛后的精炼渣与水进行混合并搅拌，同时，通入CO₂进行碳酸化反应得到碳化精炼渣浆液，其中，精炼渣与水的重量比为1:4.5至5.5；