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Abstract

一种含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是该混凝土膨胀剂的组成和质量百分比例为：固硫灰渣30％～50％、硬石膏40％～65％和锂渣5％～30％。制备时，将各组分破碎、粉磨处理后，按所述比例取料、混合均匀即制得产物；不需煅烧。本发明以工业废弃物固硫灰渣、锂渣等为主要原料，变废为宝，成本低廉，减少了环境污染，生产工艺简单，能耗低，产品性能良好，与同类产品比较，更具市场竞争力，实用性强。

Description

一种含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂
技术领域
本发明属于含硫化物等燃烧废物的混凝土膨胀剂组合物，涉及一种含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂。适用于主要利用废弃物固硫灰渣、锂渣制备混凝土膨胀剂。
背景技术
循环流化床燃烧(Circulating fluidized bed combustion简称CFBC)技术是一种在燃烧过程中固硫的先进清洁燃煤技术，具有煤种适应性广、燃烧效率和固硫效率高、负荷调节性能好、固硫成本低等优点，能有效减少燃煤二氧化硫和NOX的排放、减少空气污染、利于环境保护，现已得到大力的发展和推广。循环流化床(CFB)燃煤固硫灰渣是煤在采用循环流化床燃烧技术的流化床燃煤锅炉中燃烧时，含硫煤与脱硫剂在850℃～900℃温度下燃烧反应固硫后所得废弃物，包括烟道收集的固硫灰和炉底排出的固硫渣。随着循环流化床锅炉大型化及其在发电技术方面的迅速发展，循环流化床灰渣的排放量也大幅度增加，目前每年排放的固硫灰渣已达约1.5亿吨左右(固硫灰的排放量明显大于固硫渣的排放量)。现有技术中，循环流化床(CFB)固硫灰渣的利用技术很少，大量的固硫灰渣处于简单堆放、任意排放的状态，既占用大量土地资源，污染大气、水体、土壤和生物环境，甚至还危害人体健康。如果不对这些固硫灰渣进行综合处理和利用，必将对环境造成第二次污染，也必将制约流化床燃煤固硫技术的推广应用。
锂渣(或称碳酸锂渣)是一种工业废渣，即硫酸法生产碳酸锂过程中产生的废渣；系生产碳酸锂过程中，碳酸锂熟料经过浸出、过滤、洗涤后排出的残渣；其生产工艺为锂辉石-焙烧-冷却-粉磨-酸化焙烧-冷却-浆化-中和-过滤—滤液+滤渣(锂渣)。现有技术中，部分锂渣用作混凝土掺合料、混合材、烧水泥的粘土原料等，利用附加值较低；大多数锂渣仍处于简单堆放、任意排放的状态。
现有技术中，混凝土膨胀剂生产一般需要经过煅烧等工序，生产工艺较复杂，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，从而提供一种以工业废渣为主要原料、生产工艺简单、成本低、产品质量性能良好的含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂。
本发明的内容是：一种含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是该混凝土膨胀剂的组成和质量百分比例为：固硫灰渣30％～50％、硬石膏40％～65％和锂渣5％～30％。
本发明的内容中：所述固硫灰渣的主要化学组成和质量百分比例可以为SiO2 25.82～43.66％、SO3 1.26～12.68％、CaO 2.85～21.35％、Al2O3 11.84～28.62％、Fe2O3 3.41～14.28％、K2O 0.54～1.09％、Ti2O 0.32～1.42％；也可以是现有技术中的其它固硫灰渣的质量百分比例组成。
本发明的内容中：所述锂渣的主要化学组成和质量百分比例可以为SiO2 47.73～58.28％、Al2O3 17.01～18.88％、Fe2O3 1.22～2.7％、CaO 5.57～10.06％、MgO 0.16～1.09％、SO3 4.89～6.90％；也可以是现有技术中的其它锂渣的质量百分比例组成。
本发明的内容中：所述硬石膏较好的是主要化学组成中SO3的质量百分比例含量大于40％的硬石膏。
本发明的内容中：所述固硫灰渣可以是固硫灰、固硫渣、或固硫灰与固硫渣的混合物。
本发明的内容中：所述固硫灰渣的比表面积较好的为350～600m2/Kg。
本发明的内容中：所述锂渣的比表面积较好的为200～350m2/Kg。
本发明的内容中：所述硬石膏的比表面积较好的为200～400m2/Kg。
本发明含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂的制备方法，主要是：将固硫灰渣、锂渣及硬石膏经破碎、粉磨处理(至所述比表面积)后，按本发明内容所述的质量百分比例配料、混合均匀，即制得产物。
本发明制得的含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，主要用于制备补偿收缩混凝土中，掺量约6％～10％(质量百分比例)；在配制混凝土时，按所述一定的掺量取代水泥，然后加水、砂石等配成混凝土即可。
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
(1)本发明以工业废弃物固硫灰渣、锂渣等为主要原料，变废为宝，成本低廉，经济效益高，与同类产品比较，更具市场竞争力，同时，减少了环境污染，为固硫灰渣的利用开辟了一条新的途径；
(2)采用本发明，混凝土膨胀剂的制备只需要粉磨，不需煅烧，生产工艺简单，能耗较低，可以节省大量的能源；
(3)采用本发明，由于固硫灰渣是在800～900℃下煅烧生成的，活性比较高，含有较高的活性铝、无水石膏等为钙矾石生成的必要条件，固硫灰渣中含有的铝的形态是非结晶态的、活性较高，因此不用煅烧；固硫剂的加入，使得颗粒结构疏松多孔，有大量与外界相互联通的气孔，因此堆积密度低，吸水性强；且由于固硫灰渣中硬石膏和游离氧化钙的含量较高，与水泥混合后，会水化生成钙矾石和氢氧化钙等水化产物，因而具有一定的自胶凝性和膨胀性；
(4)本发明产品质量性能良好，具有低碱、无氯等特点，达到膨胀剂标准GB23439-2009的要求，可减少混凝土冷缩、干缩以及自收缩，使用后基本能使混凝土不收缩或微膨胀；
(5)本发明产品制备工艺简单，容易操作，实用性强；利于发展循环经济，有效利用工业废渣，为固硫灰渣提供一个新的利用途径，为循环流化床燃煤技术的推广拓宽道路。
具体实施方式
下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其组成和质量百分比例为：固硫灰渣35％、硬石膏60％、以及锂渣5％。
制备方法：按所述配比取各组分，经破碎、粉磨处理后，在混料机中混合均匀，即制得产物——含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂。
产品经测定性能达到GB23439-2009要求。
实施例2：
一种含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其组成和质量百分比例为：固硫灰渣40％、硬石膏50％、以及锂渣10％。
制备方法同实施例1。产物——含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂经净砂浆限制膨胀检验，7天水中限制膨胀率＞0.025％，21天空气中膨胀率＜-0.02％，满足GB23439-2009要求。
实施例3-9：
一种含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其组成和质量百分比例见下表：
Figure BSA00000246570000041
实施例3-9的制备方法等同实施例1或2，略。
上述实施例中：所述固硫灰渣的主要化学组成和质量百分比例可以为SiO2 25.82～43.66％、SO3 1.26～12.68％、CaO 2.85～21.35％、Al2O3 11.84～28.62％、Fe2O3 3.41～14.28％、K2O 0.54～1.09％、Ti2O 0.32～1.42％；例如为：SiO2 31.06％、SO3 11.60％、CaO 19.45％、Al2O3 12.00％、Fe2O3 11.34％、K2O 0.55％、Ti2O 0.32％；也可以是现有技术中的其它固硫灰渣的质量百分比例组成。
上述实施例中：所述锂渣的主要化学组成和质量百分比例可以为SiO247.73～58.28％、Al2O3 17.01～18.88％、Fe2O3 1.22～2.7％、CaO 5.57～10.06％、MgO 0.16～1.09％、SO3 4.89～6.90％；例如为：SiO2 58.28％、Al2O3 18.88％、Fe2O3 1.22％、CaO 5.57％、MgO 1.09％、SO3 4.89％；也可以是现有技术中的其它锂渣的质量百分比例组成。
上述实施例中：所述硬石膏是主要化学组成中SO3的质量百分比例含量大于40％的硬石膏，例如为：硬石膏是SO3的质量百分比例为44.24％的硬石膏。
上述实施例中：所述固硫灰渣是固硫灰、固硫渣、或固硫灰与固硫渣的混合物。
上述实施例中：所述固硫灰渣的比表面积可以为350～600m2/Kg。
上述实施例中：所述锂渣的比表面积可以为200～350m2/Kg。
上述实施例中：所述硬石膏的比表面积可以为200～400m2/Kg。
上述实施例中：所述粉磨设备可以采用无锡建仪仪器机械有限公司生产的SM-500型粉磨机，所述破碎设备可以采用PE60×100型鄂式破碎机；可以是：固硫灰渣粉磨至比表面积400m2/Kg左右，硬石膏先经PE60×100型鄂式破碎机破碎后、再粉磨至比表面积300m2/Kg左右，锂渣颗粒较小比表面积为270m2/Kg。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。

Claims (8)

1.一种含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是该混凝土膨胀剂的组成和质量百分比例为：固硫灰渣30％～50％、硬石膏40％～65％和锂渣5％～30％。
2.按权利要求1所述的含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是：所述固硫灰渣的主要化学组成和质量百分比例为SiO2 25.82～43.66％、SO3 1.26～12.68％、CaO 2.85～21.35％、Al2O3 11.84～28.62％、Fe2O3 3.41～14.28％、K2O 0.54～1.09％、Ti2O 0.32～1.42％。
3.按权利要求1所述的含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是：所述锂渣的主要化学组成和质量百分比例为SiO2 47.73～58.28％、Al2O3 17.01～18.88％、Fe2O3 1.22～2.7％、CaO 5.57～10.06％、MgO 0.16～1.09％、SO3 4.89～6.90％。
4.按权利要求1所述的含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是：所述硬石膏是主要化学组成中SO3的质量百分比例含量大于40％的硬石膏。
5.按权利要求1所述的含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是：所述固硫灰渣是固硫灰、固硫渣、或固硫灰与固硫渣的混合物。
6.按权利要求1或2所述的含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是：所述固硫灰渣的比表面积为350～600m2/Kg。
7.按权利要求1或3所述的含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是：所述锂渣的比表面积为200～350m2/Kg。
8.按权利要求1或4所述的含循环流化床燃煤固硫灰渣的混凝土膨胀剂，其特征是：所述硬石膏的比表面积为200～400m2/Kg。
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