CN106082725A - 无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料，其特征在于：该无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料包括以下重量百分比的各组分：垃圾焚烧底灰：10％～25％,粉煤灰：10～25％,矿渣：20％～35％,脱硫石膏：10％～20％,铝渣粉的掺量为3～7％，碱渣5～10％，外加剂掺量为1～3％。本发明首次利用工业废渣及垃圾焚烧灰渣的潜在胶凝性，进行适当配制之后、发挥彼此的协同作用、并通过激发剂提高其物理化学性能；本发明可以做到无熟料的情况下满足32.5水泥技术要求，从而大幅提高了废渣的利用水平与利用率。

Description

无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料及其制备方法
技术领域
本发明涉环境材料技术领域，特别是利用垃圾焚烧底灰来制备胶凝材料，具体为一种无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料及其制备方法。
背景技术
目前，我国生活垃圾处理趋向于更多的采用垃圾焚烧技术，然而垃圾焚烧所产生的灰渣资源利用程度不高。虽然底灰已经利用制砖、作为路基材料和沥青混合料等，在基础设施领域有所应用，但是基本以低端利用为主。
因此，进一步对底灰进行利用开发，激发起潜在的活性，获得更好经济效益和环境效益，以更好实现经济社会可持续发展，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能充分克服底灰资源利用程度不足，提供新的更有价值的利用方式的无熟料垃圾焚烧底灰材料。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料，该无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料包括以下重量百分比的各组分：垃圾焚烧底灰：10％～25％,粉煤灰：10～25％,矿渣：20％～35％,脱硫石膏：10％～20％,铝渣粉3～7％，碱渣5～10％，外加剂1～3％，以上各组分的重量百分比之和为100％。
本发明所述铝渣粉是电解铝生产过程中产生的含铝固体废弃物。
本发明所述的铝渣粉在使用前需要单独进行烘干、粉磨至细度大于450m2/kg再使用。
本发明所述的铝渣粉经过烘干、粉磨之后，其首先与垃圾焚烧底灰混合，然后加上述两种原料总重量5-15％的水进行混合，然后在300℃～400℃保温3小时(该过程水分挥发出去，因此上述无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料的组分并没有写入水)；该处理步骤主要作用是让垃圾焚烧底灰发泡(增加垃圾焚烧底灰的比表面积)及活化，有利于后期的水化反应。
本发明所述的外加剂是硅酸钠、硫酸钠、硫酸铝盐、硅酸钙、石灰、三乙醇胺、水洗浆中的二种或两种以上；其中的水洗浆为钢铁企业炉渣清洗过程中排放的固体废弃物中的二水石膏和氢氧化钙的混合物，再经100℃烘干磨细而成的产物(利用水洗工艺对钢铁渣加工后产生的废弃物——水洗浆)。
本发明所述的碱渣是制碱过程中的固体废弃物，再经100℃烘干磨细而成。
本发明所述的脱硫石膏是烟气脱硫过程中产生的二水石膏。
本发明还提供一种上述无熟料垃圾焚烧底灰材料的制备方法，制备步骤包括：首先铝渣粉先与垃圾焚烧底灰加水混合，然后在300℃～400℃保温2.5-4小时得到混合物；然后用上述混合物与外加剂、碱渣、粉煤灰、矿渣、脱硫石膏材料混合粉磨均匀。
更加具体的制备步骤包括：
(1)首先将垃圾焚烧底灰于70-90℃干燥后进行球磨，以此更好激发起潜在活性；
(2)将其它配料：铝渣粉、矿渣、脱硫石膏、粉煤灰、碱渣和外加剂分别干燥、球磨；
(3)将铝渣粉先与垃圾焚烧底灰再加二者总重量5-15％水进行混合，然后在300℃～400℃保温2.5-4小时；
(4)然后将组成无熟料垃圾焚烧底灰材料各种原料按照比例混合在一起搅拌、粉磨混合均匀即可。
本发明上述步骤(3)中水的添加量优选为铝渣粉与垃圾焚烧底灰二者总重量的10％。本发明的优点和有益效果：
1.本发明首次利用工业废渣及垃圾焚烧灰渣的潜在胶凝性，进行适当配制之后、发挥彼此的协同作用、并通过激发剂提高其物理化学性能；本发明可以做到无熟料的情况下满足32.5水泥技术要求，从而大幅提高了废渣的利用水平与利用率。
2.本发明制备过程，首先将铝渣粉先与垃圾焚烧底灰加上述两种原料总重量10％的水进行混合，然后在300℃～400℃保温3小时；该处理步骤能够让垃圾焚烧底灰充分发泡，从而增加垃圾焚烧底灰的比表面积，并使得其充分活化，从而有利于后期的水化反应。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体是操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例的无熟料垃圾焚烧底灰材料的组分配比为：垃圾焚烧底灰20％；粉煤灰20％；矿渣30％；脱硫石15％；铝渣粉的掺量为5％；碱渣8％，外加剂掺量为2％。
制备步骤为：
(1)首先将垃圾焚烧底灰于85-90℃干燥后进行球磨，以此更好激发起潜在活性；
(2)将其它配料：铝渣粉、矿渣、脱硫石膏、粉煤灰、碱渣和外加剂分别干燥、球磨；
(3)将铝渣粉先与垃圾焚烧底灰加二者总重量10％水进行混合，然后在350℃～360℃保温3小时；
(4)然后将组成无熟料垃圾焚烧底灰材料各种原料按照比例混合在一起搅拌、粉磨混合均匀即可。
本实施例获得的胶凝材料的性能如下表1所示：
表1 无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料的物理力学性能
实施例2
本实施例的无熟料垃圾焚烧底灰材料的组分配比为：垃圾焚烧底灰16％；粉煤灰15％；矿渣35％；脱硫石20％；铝渣粉的掺量为4％；碱渣7％，外加剂掺量为3％。
制备步骤为：
(1)首先将垃圾焚烧底灰于75-80℃干燥后进行球磨，以此更好激发起潜在活性；
(2)将其它配料：铝渣粉、矿渣、脱硫石膏、粉煤灰、碱渣和外加剂分别干燥、球磨；
(3)将铝渣粉先与垃圾焚烧底灰加二者总重量11％水进行混合，然后在320℃～330℃保温3小时；
(4)然后将组成无熟料垃圾焚烧底灰材料各种原料按照比例混合在一起搅拌、粉磨混合均匀即可。
实施例3
本实施例的无熟料垃圾焚烧底灰材料的组分配比为：垃圾焚烧底灰22％；粉煤灰22％；矿渣31％；脱硫石16％；铝渣粉的掺量为3％；碱渣5％，外加剂掺量为1％。
制备步骤为：
(1)首先将垃圾焚烧底灰于75-80℃干燥后进行球磨，以此更好激发起潜在活性；
(2)将其它配料：铝渣粉、矿渣、脱硫石膏、粉煤灰、碱渣和外加剂分别干燥、球磨；
(3)将铝渣粉先与垃圾焚烧底灰加二者总重量11％水进行混合，然后在320℃～330℃保温3小时；
(4)然后将组成无熟料垃圾焚烧底灰材料各种原料按照比例混合在一起搅拌、粉磨混合均匀即可。

Claims (9)

1.一种无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料，其特征在于：该无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料包括以下重量百分比的各组分：垃圾焚烧底灰：10％～25％,粉煤灰：10～25％,矿渣：20％～35％,脱硫石膏：10％～20％,铝渣粉3～7％，碱渣5～10％，外加剂1～3％。
2.根据权利要求1所述的无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料，其特征在于：所述的铝渣粉与垃圾焚烧底灰为经过如下处理的物料：铝渣粉与垃圾焚烧底灰再加二者重量总和5-15％的水混合，然后在300℃～400℃保温2.5-4小时。
3.根据权利要求1所述的无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料，其特征在于：所述的铝渣粉为经过烘干、粉磨，细度大于450m2/kg的铝渣粉。
4.根据权利要求1所述的无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料，其特征在于：所述的外加剂为硅酸钠、硫酸钠、硫酸铝盐、硅酸钙、石灰、三乙醇胺、水洗浆中的二种或两种以上。
5.根据权利要求4所述的无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料的外加剂，其特征在于：所述水洗浆是钢铁企业炉渣清洗过程中排放的固体废弃物中的二水石膏和氢氧化钙的混合物，然后经100℃烘干磨细的物料。
6.根据权利要求1所述的无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料，其特征在于：所述碱渣是制碱过程中的固体废弃物，经100℃烘干磨细的物料。
7.根据权利要求1所述的无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料，其特征在于：所述铝渣粉是电解铝生产过程中产生的含铝固体废弃物。
8.根据权利要求1所述的无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料，其特征在于：所述脱硫石膏是烟气脱硫过程中产生的二水石膏。
9.一种无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料的制备方法，其特征在于：制备步骤包括：按照配方比例称取各原料，先将铝渣粉先与垃圾焚烧底灰加水混合，然后在300℃～400℃保温2.5-4小时得到混合物；然后用上述混合物与外加剂、碱渣、粉煤灰、矿渣、脱硫石膏材料混合粉磨均匀。
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