本發(fā)明涉及水泥制備，具體為一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法。

背景技術(shù)：

1、皮江法鎂渣是工業(yè)煉鎂過(guò)程中排出的固體粉末廢棄物，由于其具有高堿度和高含量重金屬的特性，造成了皮江法鎂渣比其他工業(yè)固體廢棄物更加難以回收利用。此外，伴隨著煉鎂過(guò)程中大量二氧化碳煙氣被排放到大氣環(huán)境當(dāng)中以及鎂渣的露天堆存處理方式，這對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大負(fù)面影響。

2、因此，當(dāng)前的研究需要改進(jìn)設(shè)計(jì)一種高價(jià)值、高利用率回收鎂渣的方法，并提高鎂渣的質(zhì)量控制水平，減少水泥的使用降低碳排放，進(jìn)一步推動(dòng)建筑材料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問(wèn)題：

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，具備操作簡(jiǎn)便，效率高，適用范圍廣，處理成本低，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，解決了上述技術(shù)的問(wèn)題。

3、技術(shù)方案：

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，包括以下步驟：

5、步驟一、鎂渣準(zhǔn)備：收集工業(yè)皮江法/硅熱還原法煉鎂過(guò)程中產(chǎn)生的鎂渣，經(jīng)過(guò)粉磨得到微粉；

6、步驟二、鎂渣漿體的制備：將干燥后的鎂渣微粉與水按照目標(biāo)水灰比均勻拌合，得到新拌的鎂渣漿體；

7、步驟三、成型：將鎂渣漿體澆筑至模具中，采用振蕩方式進(jìn)行成型，待其初步固化后脫模，得到鎂渣砌塊；

8、步驟四、礦化處理：將脫模后的鎂渣砌塊放置在碳捕集裝置的礦化箱內(nèi)，向礦化箱體中注入co2氣體，其體積濃度應(yīng)≥30％；co2氣體通過(guò)鎂渣砌塊內(nèi)部或表面進(jìn)行通入或吹掃實(shí)現(xiàn)礦化；

9、步驟五、礦化條件控制：控制礦化處理的溫度≥0℃，礦化處理的時(shí)長(zhǎng)≥60分鐘；

10、步驟六、靜置養(yǎng)護(hù)：在制備的鎂渣砌塊脫模之前，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室下靜置24h。

11、優(yōu)選的，所述步驟二中拌合水占比為0.2～0.4wt％，皮江法鎂渣100wt％。

12、優(yōu)選的，所述步驟四中co2氣體體積濃度為≥40％。

13、優(yōu)選的，所述礦化處理根據(jù)鎂渣砌塊的碳礦化需求調(diào)整，礦化處理的時(shí)長(zhǎng)≥120分鐘。

14、優(yōu)選的，所述步驟三中模具體積為40*40*160mm3。

15、優(yōu)選的，所述皮江法鎂渣中二氧化硅sio2的含量為29.88wt％；所述皮江法鎂渣中氧化鋁al2o3的含量為1.06wt％；所述皮江法鎂渣中cao的含量為50.98wt％。

16、優(yōu)選的，所述降溫捕集的co2氣體為水泥廠內(nèi)燃料燃燒和生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的含有co2的廢氣。

17、優(yōu)選的，所述步驟一中皮江法鎂渣包括以下組份：二氧化硅sio2、氧化鋁al2o3、氧化鈣cao、氧化鐵fe2o3、氧化鎂mgo。

18、優(yōu)選的，所述步驟一中皮江法鎂渣的細(xì)度小于75μm。

19、優(yōu)選的，所述鎂渣砌塊澆筑成型的溫度為19-21℃。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，具備以下有益效果：

21、1、本發(fā)明通過(guò)利用皮江法鎂渣作為主要原料，鎂渣是鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)品，資源豐富且成本低，有效減少了原料采購(gòu)的復(fù)雜性，規(guī)定了鎂渣粉末的細(xì)度小于75μm，確保了原材料的一致性和可靠性，減少了后期處理過(guò)程中的變數(shù)，通過(guò)控制水的比例0.2～0.4wt％，使?jié){體的流動(dòng)性和成型性得以優(yōu)化，方便后續(xù)的澆筑和成型，使用標(biāo)準(zhǔn)化模具40×40×160mm3，簡(jiǎn)化了成型過(guò)程，確保了一致的砌塊尺寸和形狀，方便后續(xù)的處理和運(yùn)輸，設(shè)置礦化處理時(shí)間≥60分鐘優(yōu)選≥120分鐘和溫度≥0℃，結(jié)合適當(dāng)?shù)腸o2濃度≥40％，能在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效率的礦化反應(yīng)，提高水泥制品的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，利用水泥廠自身產(chǎn)生的co2廢氣作為礦化源，降低了外部氣體采購(gòu)的復(fù)雜性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，達(dá)到了操作簡(jiǎn)便，效率高的有益效果。

22、2、本發(fā)明通過(guò)調(diào)整水灰比、礦化溫度和時(shí)間工藝參數(shù)，該方法適應(yīng)不同性質(zhì)的鎂渣或其他廢棄物的加工需求，便于在不同的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，采用水泥窯產(chǎn)生的co2作為礦化源，避免了購(gòu)買外部化學(xué)試劑的需求，符合環(huán)保政策和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，使得該方法在眾多地區(qū)更易推廣，鎂渣作為原材料是鋼鐵生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其成本相對(duì)較低，減少了對(duì)昂貴原材料的依賴，從原材料采購(gòu)成本上降低了整體生產(chǎn)費(fèi)用，使用水泥窯尾氣中的co2進(jìn)行礦化，顯著降低了需要外部購(gòu)置的氣體來(lái)源，不僅降低了生產(chǎn)成本，也使得整個(gè)工藝更加環(huán)保，順應(yīng)了工業(yè)低碳化發(fā)展的趨勢(shì)，通過(guò)優(yōu)化漿體配比和標(biāo)準(zhǔn)化成型工序，減少了生產(chǎn)過(guò)程中的人為錯(cuò)誤和資源浪費(fèi)，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，從而降低了人力和設(shè)備的使用成本，將水泥窯尾氣和鎂渣等處理為建材產(chǎn)品，達(dá)到了適用范圍廣，處理成本低的有益效果。

23、3、本發(fā)明通過(guò)使用水泥窯產(chǎn)生的co2廢氣，避免了將這一溫室氣體釋放到環(huán)境中，從而有效減少了二氧化碳的排放，有助于實(shí)現(xiàn)碳捕集與利用ccu，為削減溫室氣體做出貢獻(xiàn)，利用固廢：鎂渣進(jìn)行礦化處理，有效減少了因傳統(tǒng)廢物處理而可能產(chǎn)生的土壤和水源污染，將廢氣礦化為建材產(chǎn)品，進(jìn)一步降低了對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)工藝通常伴隨著較高的二氧化碳排放，通過(guò)本方法，減少傳統(tǒng)水泥的用量，同時(shí)利用co2，降低了整體的碳足跡，礦化后的鎂渣材料可用于生產(chǎn)水泥制品，具備良好的力學(xué)性能和耐久性，相較于傳統(tǒng)材料而言，具有更長(zhǎng)的使用壽命，從而減少了頻繁維護(hù)和更換所帶來(lái)的資源耗費(fèi)和環(huán)境影響，該方法契合了全球?qū)沙掷m(xù)建筑材料需求上升的趨勢(shì)，有助于構(gòu)建綠色建筑，達(dá)到了對(duì)環(huán)境友好的有益效果。

技術(shù)特征：

1.一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于：所述步驟二中拌合水占比為0.2～0.4wt％，皮江法鎂渣100wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于：所述步驟四中co2氣體體積濃度為≥40％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于：所述礦化處理根據(jù)鎂渣砌塊的碳礦化需求調(diào)整，礦化處理的時(shí)長(zhǎng)≥120分鐘。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于：所述步驟三中模具體積為40*40*160mm3。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于：所述皮江法鎂渣中二氧化硅sio2的含量為29.88wt％；所述皮江法鎂渣中氧化鋁al2o3的含量為1.06wt％；所述皮江法鎂渣中cao的含量為50.98wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于：所述降溫捕集的co2氣體為水泥廠內(nèi)燃料燃燒和生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的含有co2的廢氣。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于：所述步驟一中皮江法鎂渣包括以下組份：二氧化硅sio2、氧化鋁al2o3、氧化鈣cao、氧化鐵fe2o3、氧化鎂mgo。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于：所述步驟一中皮江法鎂渣的細(xì)度小于75μm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，其特征在于：所述鎂渣砌塊澆筑成型的溫度為19-21℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及水泥制備技術(shù)領(lǐng)域，且公開(kāi)了一種利用水泥窯尾煙氣礦化制備全固廢水泥制品的方法，包括以下步驟：步驟一、鎂渣準(zhǔn)備；步驟二、鎂渣漿體的制備；步驟三、成型；步驟四、礦化處理；步驟五、礦化條件控制；步驟六、靜置養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明通過(guò)利用皮江法鎂渣作為主要原料，鎂渣是鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)品，減少了原料采購(gòu)的復(fù)雜性，規(guī)定了鎂渣粉末的細(xì)度小于75μm，確保了原材料的一致性和可靠性，減少了后期處理過(guò)程中的變數(shù)，利用水泥廠自身產(chǎn)生的CO<subgt;2</subgt;廢氣作為礦化源，降低了外部氣體采購(gòu)的復(fù)雜性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，達(dá)到了操作簡(jiǎn)便，效率高的有益效果。

技術(shù)研發(fā)人員：夏彬,房晶瑞,葉俊豪,楊雙喜,賈鑫,劉德強(qiáng),邱永華,王建良
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川德勝集團(tuán)水泥有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9