CN103232181B - 一种钛白渣混凝土掺合料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钛白渣混凝土掺合料制备方法，首先将钛白渣在110～170℃下烘干；然后按照60~70质量份钛白渣、15~30质量份粒化高炉矿渣、5~15质量份粉煤灰或天然矿物进行混合，得到钛白渣混合料，其中天然矿物为石灰石或高岭土；最后在钛白渣混合料中添加化学活性激发剂，均匀混合后投入球磨机中，碾磨至比表面积在450㎡／㎏～500㎡/㎏的钛白渣超细活性矿物掺合料，即为钛白渣混凝土掺合料。本发明将钛白粉生产过程中产生的废弃物—钛白渣全部回收利用，经过烘干后与矿渣等材料共同粉磨得到的粉料，完全可取代部分水泥、矿粉及粉煤灰用于各种不同等级的高性能混凝土的生产。

Description

一种钛白渣混凝土掺合料的制备方法

技术领域

本发明属于固体废弃物回收再利用领域，涉及利用钛白渣制备混凝土掺合料的方法。

背景技术

钛石膏是采用硫酸法生产钛白粉时，为治理酸性废水，加入石灰(或电石渣)以中和大量的酸性废水而产生的以二水石膏为主要成分的工业废渣。近年来，随着钛产业的迅速升温，我国钛白粉生产线的建设也急速发展，目前国内钛白粉生产企业约80余家，90％以上采用硫酸法生产工艺进行生产。2011年，我国钛白粉总产量为181.2万吨。若按每产1吨钛白粉约副产6吨的含钛石膏来计算，钛石膏的年排放量已超过1000万吨，目前国内还没有对钛白渣能有效利用的具体方法，因此对于废料钛白渣的综合利用也变的刻不容缓。

目前钛石膏仅有少量用于复合胶结材料和水泥缓凝剂使用，大量的钛石膏没有被有效利用。排放的钛石膏需要占用大量土地来堆放，既浪费耕地，又污染环境。当作垃圾处理的废渣堆砌于地面，受到雨水的冲洗，会导致钛石膏在堆砌场上的流失，同时，钛石膏经过雨水的冲刷和浸泡，可溶性有害物质溶于水，经水在环境中的流动和循环，会严重污染地表水以及地下水；另一方面，钛石膏堆积经日晒后，风吹以粉末状飘散于大气中以及沉降到可能接触到的外物表面，既污染环境又威胁健康。因此,若能找到钛石膏高效利用的途径,不仅可以解决钛白渣综合利用的问题,还能解决环境污染等一系列的问题，同时可以节约其他不可再生资源的利用，达到发展低碳环保的循环经济，成为的新的绿色原料来源。

为了解决此问题，目前很多对钛白渣的利用上主要是作为水泥生产的缓凝剂上面，但是经我们的试验发现，利用钛白渣作为水泥缓凝剂生产水泥，水泥的凝结时间偏长，水泥的需水量较大。

发明内容

技术问题：本发明提供一种回收利用率高，回收成本低的钛白渣混凝土掺合料的制备方法。

技术方案：本发明的钛白渣混凝土掺合料的制备方法，包括下列步骤：

1）将钛白渣在110～170℃下烘干；

2）按照60~70质量份钛白渣、15~30质量份粒化高炉矿渣、5~15质量份粉煤灰或天然矿物进行混合，得到钛白渣混合料，其中天然矿物为石灰石或高岭土；

3）在步骤2）中得到的钛白渣混合料中添加化学活性激发剂，均匀混合后投入球磨机中，碾磨至比表面积在450㎡／㎏～500㎡/㎏的钛白渣超细活性矿物掺合料，即为钛白渣混凝土掺合料，化学活性激发剂中含有三乙醇胺、三异丙醇胺和硫酸钠，化学活性激发剂的添加量为步骤2）中得到的钛白渣混合料质量的1‰～1.5‰。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明将钛白粉生产过程中产生的废弃物—钛白渣全部回收利用，经过烘干后与矿渣等材料共同粉磨得到的粉剂，完全可取代部分水泥、矿粉及粉煤灰用于各种不同等级的高性能混凝土的生产。

2、本发明不仅解决了钛白粉厂产生的废渣钛白渣不可利用对环境造成的严重污染，还有效的减少了垃圾排放量，节约了钛白渣的处理费用，减少对土地、水资源等环境污染，而且可有效解决自然资源或一次性资源与实际需求之间的矛盾，符合国家循环可持续发展等产业政策。

3、本发明涉及钛白渣在混凝土行业的利用，目前没有相关技术可比，且具有回收利用成本低、经济效益高的优点。      

本发明将钛白渣作为混凝土掺合料的方法来综合利用钛白渣，简单易行，是综合利用钛白渣的一种很好的方法，不仅可以利用大量钛白渣等工业废渣，保护环境，同时使混凝土的生产成本得到很大的降低，具有非常高的经济效益和社会效益。推广应用前景十分广泛。

采用本方法制备能够大量利用钛白粉厂废弃物钛白渣，在开发一种新型混凝土掺合料的同时，也为钛白渣寻求到一种更高附加值利用的途径。 用此掺合料可以提高大掺量矿粉粉煤灰混凝土的强度和耐久性，节约资源、降低预拌混凝土生产成本，具有很好的技术经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步具体说明。

实施例1：

本发明的钛白渣混凝土掺合料的制备方法，包括下列步骤：

1）将钛白渣在110--170℃条件下烘干；

2）将烘干的钛白渣按照质量份进行混合：钛白渣60、矿渣30、粉煤灰10；

3）按照质量百分比1‰向钛白渣混合料中添加化学活性激发剂，均匀混合后投入球磨机中，粉磨至比表面积达到450㎡/㎏即为成品。化学活性激发剂用三乙醇胺、三异丙醇胺、硫酸钠混合配制而成。

实施例2：

1）将钛白渣在110--170℃条件下烘干；

2）将烘干的钛白渣按照质量份进行混合：钛白渣70、矿渣15、石灰石15；

3）按照钛白渣混合料质量百分比1.5‰向钛白渣混合料中添加化学活性激发剂，均匀混合后投入球磨机中，粉磨至比表面积达到450㎡/㎏～500㎡/㎏即为成品。化学活性激发剂用三乙醇胺、三异丙醇胺、硫酸钠混合配制而成。

实施例3：

1）将钛白渣在110--170℃条件下烘干；

2）将烘干的钛白渣按照质量份进行混合：钛白渣60、矿渣25、粉煤灰10、石灰石5；

3）按照质量百分比1.25‰向钛白渣混合料中添加化学活性激发剂，均匀混合后投入球磨机中，粉磨至比表面积达到450㎡/㎏即为成品。化学活性激发剂用三乙醇胺、三异丙醇胺、硫酸钠混合配制而成。

实施例4：步骤2）中质量份配比为钛白渣65、矿渣15、石灰石5，其余同实施例1。

实施例5：步骤2）中质量份配比为钛白渣70、矿渣30、高岭土5，其余同实施例2。

实施例6：步骤2）中质量份配比为钛白渣65、矿渣15、高岭土15，其余同实施例3。

下面介绍利用发明方法生产的钛白渣混凝土掺和料来制备混凝土的情况。

混凝土制备实施例1（中标号）：

将按照本发明方法生产的钛白渣混凝土掺和料，与水泥、矿粉、粉煤灰、中粗砂、5-25mm碎石、水、混凝土外加剂按以下重量份配比进行混合，制备高性能混凝土：

钛白渣掺合料40份，矿粉70，粉煤灰40， 水泥230份，中粗砂755份，碎石1095份，水170份，混凝土外加剂6.8份。（见表1）

表1高性能混凝土性能对比表

注：表中C为水泥、KF为矿粉、 FA粉煤灰 、TSL为本发明的混凝土掺和料 、S中粗砂 、G 为5-25mm碎石、Ad为混凝土外加剂。

实施例2（低标号）：

将钛白渣混凝土掺和料，与水泥、矿粉、粉煤灰、中粗砂、5-25mm碎石、水、混凝土外加剂按以下重量份配比进行混合，制备低标号混凝土：

钛白渣掺合料50份，矿粉80，粉煤灰60， 水泥130份，中粗砂810份，碎石1100份，水170份，混凝土外加剂5.2份。（见表2）

其余实施如混凝土制备实施例1。

表2

实施例3（高标号）：

将钛白渣混凝土掺和料，与水泥、矿粉、粉煤灰、中粗砂、5-25mm碎石、水、混凝土外加剂按以下重量份配比进行混合，制备高标号混凝土：

钛白渣掺合料50份，矿粉100，粉煤灰50， 水泥320份，中粗砂665份，碎石1080份，水165份，混凝土外加剂8.8份。（见表3）

其余实施如混凝土制备实施例1。

表3

Claims (1)

1.一种钛白渣混凝土掺合料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 

1）将钛白渣在110～170℃下烘干；

2）按照60~70质量份钛白渣、15~30质量份粒化高炉矿渣、5~15质量份粉煤灰或天然矿物进行混合，得到钛白渣混合料，所述天然矿物为石灰石或高岭土；

3）在所述步骤2）中得到的钛白渣混合料中添加化学活性激发剂，均匀混合后投入球磨机中，碾磨至比表面积在450㎡／㎏～500㎡/㎏的钛白渣超细活性矿物掺合料，即为钛白渣混凝土掺合料，所述化学活性激发剂中含有三乙醇胺、三异丙醇胺和硫酸钠，化学活性激发剂的添加量为所述步骤2）中得到的钛白渣混合料质量的1‰～1.5‰。