本發(fā)明屬于復(fù)合礦物摻合料領(lǐng)域，尤其涉及一種基于工業(yè)煙氣碳化的鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料及制備方法。

背景技術(shù)：

1、乙炔殘?jiān)巧a(chǎn)乙炔氣體過程中產(chǎn)生的電石渣漿廢水，經(jīng)沉淀、烘干后得到的固體電石廢渣，其cao含量高達(dá)60％以上。研究發(fā)現(xiàn)，乙炔殘?jiān)瘜W(xué)組成與消石灰相似，含有豐富的鈣源，磨細(xì)后具有一定的膠凝性，可以代替部分水泥生產(chǎn)混凝土制品。但乙炔殘?jiān)醒趸}與氫氧化鈣含量較高，大量的ca2+以游離氧化物的形式存在，若水化不完全，游離氧化鈣存在于混凝土制品中易產(chǎn)生體積安定性等問題。

2、近年來，隨著我國鎳鐵行業(yè)的發(fā)展，鎳的產(chǎn)量與需求量的不斷增加。鎳渣是在冶煉鎳鐵合金時(shí)排放的固體廢棄物，其主要化學(xué)成分為sio2、mgo、fe2o3，同時(shí)總含有0.1-3.5％的cr2o3。

3、基于此，現(xiàn)研究一種礦物摻合料，其能夠充分利用鎳渣和乙炔殘?jiān)?，提高固體廢棄物的利用，并同時(shí)有效解決因乙炔殘?jiān)蜴囋械难趸}、氫氧化鈣及氧化鎂含量較高以對(duì)混凝土制品中易產(chǎn)生體積安定性的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，基于工業(yè)煙氣對(duì)該摻合料進(jìn)行充分碳化，以有效解決因乙炔殘?jiān)蜴囋械难趸}、氫氧化鈣及氧化鎂含量較高以對(duì)混凝土制品中易產(chǎn)生體積安定性的問題。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明基于工業(yè)煙氣碳化的鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，該復(fù)合礦物摻合料按重量份數(shù)計(jì)包括如下原料：乙炔殘?jiān)?0-60份、鎳渣粉5-10份、三聚磷酸鈉1-1.5份、聚丙烯酸鈉1-1.5份、激發(fā)劑0.5-1份及水15-40份。

3、本發(fā)明基于充分利用固體廢物固體廢棄物乙炔殘?jiān)酆玩囋鄣幕A(chǔ)上，采用碳化反應(yīng)以降低乙炔殘?jiān)醒趸}與氫氧化鈣含量，并生成具有致密的多孔結(jié)構(gòu)以及較強(qiáng)的吸附性的碳化產(chǎn)物，增強(qiáng)鎳渣與乙炔殘?jiān)诨炷林信c骨料的粘結(jié)性，降低乙炔殘?jiān)捏w積不穩(wěn)定性，從而提高混凝土力學(xué)性能以及耐久性能。所采用的方式是通過復(fù)配三聚磷酸鈉和聚丙烯酸鈉，與水結(jié)合形成懸濁液，三聚磷酸鈉的磷酸根陰離子以及聚丙烯酸鈉的聚丙烯酸根陰離子，能夠吸附在鎳渣與乙炔殘?jiān)w粒表面，使顆粒表面的負(fù)電性更強(qiáng)，增大靜電排斥作用，使得鎳渣-乙炔殘?jiān)鼞覞嵋涸谔蓟^程中始終保持懸濁狀態(tài)而不發(fā)生沉降與凝聚，避免了乙炔殘?jiān)c鎳渣在碳化過程中沉積造成固液分層，進(jìn)而提高了鎳渣與乙炔殘?jiān)w粒的表面面積以促進(jìn)了碳化反應(yīng)的充分性；同時(shí)，三聚磷酸鈉對(duì)鈣、鎂等堿金屬離子具有較強(qiáng)的絡(luò)合能力，于該體系中還能夠與乙炔殘?jiān)邸㈡囋垡约暗V物激發(fā)劑中的金屬離子進(jìn)行絡(luò)合，形成易溶于水的堿金屬絡(luò)合物，提高了金屬離子溶解濃度，以促進(jìn)乙炔殘?jiān)酆玩囋壑锈}和鎂等堿金屬離子在懸濁液體系中不斷析出，且三聚磷酸鈉與聚丙烯酸鈉具有較強(qiáng)的懸浮分散性，能夠有效提升堿金屬絡(luò)合物在懸浮液體系中的懸浮穩(wěn)定性，為碳化反應(yīng)的正向進(jìn)行提供了有利的反應(yīng)條件，從而進(jìn)一步促進(jìn)了碳化反應(yīng)的充分性。

4、進(jìn)一步說，該摻合料中所采用的乙炔殘?jiān)壑衏ao含量≥70％，其比表面積≥350m2/kg。

5、進(jìn)一步說，該摻合料中所采用的鎳渣粉中a(cao+mgo)≥25％，比表面積≥330m2/kg。

6、進(jìn)一步說，該摻合料中所采用的激發(fā)劑為粉煤灰、輕質(zhì)mgo或naoh。

7、本發(fā)明制備上述鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，包括如下步驟：

8、(1)將乙炔殘?jiān)?、鎳渣粉分別球磨，獲得比表面積≥350m2/kg的乙炔殘?jiān)?，比表面積≥330m2/kg的鎳渣粉；

9、(2)將球磨后的乙炔殘?jiān)?、鎳渣粉和水?dāng)嚢柚列纬苫旌蠞{液；

10、(3)加入三聚磷酸鈉和聚丙烯酸鈉攪拌形成穩(wěn)定的懸濁液，向該懸濁液中加入激發(fā)劑，攪拌均勻，制得混合物；

11、(4)將混合物于溫度60-80℃、壓力1.5-2.0mpa條件下采用工業(yè)煙氣進(jìn)行碳化2-6h，制得該復(fù)合礦物摻合料。

12、進(jìn)一步說，本發(fā)明制備摻合料的步驟(2)中，所述攪拌是以800-1000r/min的攪拌速度磁力攪拌30min。

13、進(jìn)一步說，本發(fā)明制備摻合料的步驟(2)中，所述工業(yè)煙氣中的co2濃度為20-35％。

14、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為：該摻和料基于復(fù)配乙炔殘?jiān)酆玩囋鄣幕A(chǔ)上，采用工業(yè)煙氣進(jìn)行碳化，一方面充分利用了固體廢棄物和工業(yè)費(fèi)煙，實(shí)現(xiàn)固廢資源化利用和鋼鐵廠煙氣低碳排放；另一方面基于碳化手段能夠有效可以有效降低乙炔殘?jiān)玩囋杏坞x氧化物的含量，降低了乙炔殘?jiān)玩囋诨炷馏w系中的體積安定性不良的影響。

15、本發(fā)明使用經(jīng)過碳化處理的鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料能夠等量取代30％的水泥制備膠砂試塊，膠砂流動(dòng)度比達(dá)到102％以上、7天活性指數(shù)達(dá)到72％以上、28天活性指數(shù)達(dá)到79％以上，滿足jg/t?486-2015《混凝土用復(fù)合摻合料》中普通型ⅱ級(jí)摻合料性能要求。

技術(shù)特征：

1.一種基于工業(yè)煙氣碳化的鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，其特征在于，該復(fù)合礦物摻合料按重量份數(shù)計(jì)包括如下原料：乙炔殘?jiān)?0-60份、鎳渣粉5-10份、三聚磷酸鈉1-1.5份、聚丙烯酸鈉1-1.5份、激發(fā)劑0.5-1份及水15-40份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于工業(yè)煙氣碳化的鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，其特征在于，所述乙炔殘?jiān)壑衏ao含量≥70％，其比表面積≥350m2/kg。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于工業(yè)煙氣碳化的鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，其特征在于，所述鎳渣粉中a(cao+mgo)≥25％，比表面積≥330m2/kg。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于工業(yè)煙氣碳化的鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，其特征在于，所述激發(fā)劑為粉煤灰、輕質(zhì)mgo或naoh。

5.一種制備權(quán)利要求1所述鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，其特征在于，包括如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述制備鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，其特征在于，步驟(2)中，所述攪拌是以800-1000r/min的攪拌速度磁力攪拌10-40min。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述制備鎳渣-乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料，其特征在于，步驟(2)中，所述工業(yè)煙氣中的co2濃度為20-35％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于工業(yè)煙氣碳化的鎳渣?乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料及制備方法，包括乙炔殘?jiān)邸㈡囋?、三聚磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、激發(fā)劑及水；制備時(shí)將乙炔殘?jiān)?、鎳渣粉和水?dāng)嚢柚列纬苫旌蠞{液，加入三聚磷酸鈉和聚丙烯酸鈉攪拌形成穩(wěn)定的懸濁液，向該懸濁液中加入激發(fā)劑，攪拌均勻，制得混合物，最后將混合物于溫度75℃、壓力1.5?2.0MPa條件下采用工業(yè)煙氣進(jìn)行碳化4h，制得該復(fù)合礦物摻合料。本發(fā)明使用經(jīng)過碳化處理的鎳渣?乙炔殘?jiān)鼜?fù)合礦物摻合料能夠等量取代30％的水泥制備膠砂試塊，膠砂流動(dòng)度比達(dá)到102％以上、7天活性指數(shù)達(dá)到72％以上、28天活性指數(shù)達(dá)到79％以上。

技術(shù)研發(fā)人員：袁乾國,紀(jì)小敏,羅乃將,陸志遠(yuǎn),孫賽寅,陳娟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇中鼎建材集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2