CN106186776A - 一种复合矿物微粉及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合矿物微粉及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合矿物微粉及其制备方法和应用，该复合矿物微粉包括按重量份计的以下原料：磷酸渣50‑80份，碳酸盐10‑25份，中和剂3‑5份；另外还含有工业炉渣0‑12份、磷石膏0‑5份及硬石膏0‑5份中的一种或几种的组合。本发明能够利用工业废渣，消除了废渣对环境的污染，减轻甚至消除工厂的环保压力；其制备的复合矿物微粉，成本低于水泥，在制备混凝土或者砂浆的过程中，至少能够等同取代30%的水泥用量，降低生产成本，而且取代水泥得到的混凝土及砂浆的工作性能、强度等得到有效提高。该复合矿物微粉能够充分利用资源，优化环境，利用稳固可持续发展。

Description

一种复合矿物微粉及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料技术领域，涉及新型建筑材料，具体为一种高活性超细磷渣复合矿物微粉及其制备方法和应用。
背景技术
磷酸渣是化工厂排出的呈酸性的废渣，废渣中的铬、五氧化二磷含量不稳定，很大程度上制约了磷酸渣的应用，在生产水泥、砂浆或混凝土等建筑材料中直接加入难以奏效。
发明内容
本发明的目的提供一种复合矿物微粉及其制备方法和应用，其充分利用磷化工企业的磷酸渣及炉渣及磷石膏等工业固废，实现变废为宝，实现资源的综合利用。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种复合矿物微粉，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣50-80份，碳酸盐10-25份，中和剂3-5份；另外还含有工业炉渣0-12份、磷石膏0-5份或者硬石膏0-5份中的一种或几种的组合。
优选的方案中，磷酸渣为75份，碳酸盐为17份，中和剂3份。其中碳酸盐优选碳酸钙。
所述复合矿物微粉的粒度的粒度分布为：0～3μm，＜10%；3.5-30μm，65%～80%；≥45μm，＜10%；比表面积420-450m2/kg。
所述磷酸渣的9＞pH＞5，且P2O5的含量小于7wt%。
所述碳酸盐中，45wt%＜CaO＜85wt%，且碱含量＜0.8wt%。
所述工业炉渣为钢厂或电厂在生产中排放的高炉矿渣或粉煤灰；其烧失量＜8wt%，SiO2硅含量＞35wt%，Al2O3＜10wt%。
所述磷石膏的pH值＞7，SO3≥38wt%，粒度13mm筛余≥85wt%，水分≤8wt%；所述硬石膏的SO3≥38wt%，有效结晶水≥70wt%。
所述复合矿物微粉的活性指数大于75%。
制备所述的复合矿物微粉的方法，包括以下步骤：
1）对原料进行取样检验，选取符合要求的原料按比例进行配料混合；
2）对混合后的物料进行烘干及均化，然后进行磨粉；
3）磨粉后得到的物料进行筛分，得到复合矿物微粉。
本发明还涉及所述的复合矿物微粉在制备混凝土或者砂浆中的用途。其可以作为新型建筑材料，在制备混凝土或者砂浆的过程中，至少能够等同取代30%的水泥用量。
其制备混凝土或砂浆的主要优点为：
1）提高混凝土或砂浆的致密性，同时后期（28天）强度也有较大幅度的增长，其后期增大优于普通硅酸盐水泥。
2）提高混凝土或砂浆的黏度，同时扩大流动性，提升混凝土或砂浆的工作性能。
3）改善混凝土或砂浆中外加剂的适应性，减少或降低收缩，能降低大体积混凝土水化热。
4）该复合矿物微粉通过加入碳酸盐和中和剂合成后的产品，相比磷酸渣磨细微粉直接单独添加到混凝土或砂浆中，能够克服单纯加入磷酸渣引起的泌水问题及凝结时间超长的问题。
本发明的有益效果：
其一方面能够利用工业废渣，消除了废渣对环境的污染，减轻甚至消除工厂的环保压力；另一方面，其制备的复合矿物微粉，成本低于水泥，在制备混凝土或者砂浆的过程中，至少能够等同取代30%的水泥用量，降低生产成本，通过测算，加入该复合矿物微粉相比未使用的配比，每立方可节约成分5-8元，为商品混凝土企业、预拌砂浆企业增加盈利；最后，取代水泥得到的混凝土及砂浆的工作性能、强度等得到有效提高。该复合矿物微粉充分利用资源，为区域优化环境，利用稳固可持续发展。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：一种复合矿物微粉，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣50份，碳酸盐25份，中和剂5份，磷石膏5份。其活性指数可以达到75%。
实施例2：一种复合矿物微粉，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣80份，碳酸盐10份，中和剂5份，磷石膏5份。其活性指数可以达到75%。
实施例3：一种复合矿物微粉，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣75份，碳酸盐17份，中和剂3份，硬石膏5份。其活性指数可以达到96%。
实施例4：一种复合矿物微粉，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣60份，碳酸盐20份，中和剂5份，工业炉渣12份，磷石膏3份。其活性指数可以达到85%。
实施例5：一种复合矿物微粉，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣50份，碳酸盐25份，中和剂5份，工业炉渣10份，磷石膏5份及硬石膏5份。
实施例6：一种复合矿物微粉，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣60份，碳酸盐25份，中和剂5份，磷石膏5份及硬石膏5份。
实施例7：一种复合矿物微粉，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣70份，碳酸盐17份，中和剂3份，工业炉渣5份，磷石膏3份及硬石膏2份。
实施例8：一种复合矿物微粉，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣70份，碳酸盐17份，中和剂3份，工业炉渣10份。
具体的制备方法为：
1）对各原料进行取样检验，选取符合要求的原料按比例进行配料混合；
2）对混合后的物料进行烘干及均化，然后进行磨粉；
3）磨粉后得到的物料进行筛分，得到复合矿物微粉。
得到复合矿物微粉的粒度分布为：0～3μm，＜10%；3.5-30μm，65%～80%；≥45μm，＜10%；比表面积420-450m2/kg。
其中所用的原料中，磷酸渣：磷酸盐含量小于化工厂及国家现行标准要求，不能显强酸性，其pH＞5，而且其中的铬、砷、镉、汞、铅等有害物质及元素不能超标，P2O5的含量小于7wt%。
碳酸盐：45wt%＜CaO＜85wt%，且碱含量＜0.8wt%。
工业炉渣：为钢厂或电厂在生产中排放的高炉矿渣或粉煤灰；铬、砷、镉、汞、铅等有害物质及元素不能超标，其烧失量＜8wt%，SiO2硅含量＞35wt%，Al2O3＜10wt%。
磷石膏：pH值＞7，SO3≥38wt%，粒度13mm筛余≥85wt%，水分≤8wt%。
硬石膏：SO3≥38wt%，有效结晶水≥70wt%
目前生产所用的磷酸渣及磷石膏是申请人所处宜昌市猇亭工业园区宜化集团化工厂排放的；所用的工业炉渣也是附近的钢厂、电厂生产过程中排放的工业废渣，其充分利用资源，能够变废为宝，通过深加工，实现资源的综合利用。
目前所用的碳酸盐为宜昌及周边多家商品混凝土企业消耗碳酸盐后作为废弃物排放的碎屑，该碳酸盐碎屑用于改变符合矿物微粉的酸碱度。
掺有该复合矿物微粉制备的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、与钢筋粘结力强、后期强度高，防微缩等特点，被广泛应用在大型建筑、水坝、城市道路、水下、海防、油田、化学防腐工程等，产品具有广阔的市场前景。

Claims (10)

1.一种复合矿物微粉，其特征在于，包括按重量份计的以下原料：磷酸渣50-80份，碳酸盐10-25份，中和剂3-5份；另外还含有工业炉渣0-12份、磷石膏0-5份或者硬石膏0-5份中的一种或几种的组合。
2.根据权利要求1所述的复合矿物微粉，其特征在于：磷酸渣为75份，碳酸盐为17份，中和剂3份。
3.根据权利要求1所述的复合矿物微粉，其特征在于：所述复合矿物微粉的粒度分布：0～3μm，＜10%；3.5-30μm，65%～80%；≥45μm，＜10%；比表面积420-450m2/kg。
4.根据权利要求1所述的复合矿物微粉，其特征在于：所述磷酸渣的pH＞5，且P2O5的含量小于7wt%。
5.根据权利要求1所述的复合矿物微粉，其特征在于：所述碳酸盐中，45wt%＜CaO＜85wt%，且碱含量＜0.8wt%。
6.根据权利要求1所述的复合矿物微粉，其特征在于：所述工业炉渣为钢厂或电厂在生产中排放的高炉矿渣或粉煤灰；其烧失量＜8wt%，SiO2硅含量＞35wt%，Al2O3＜10wt%。
7.根据权利要求1所述的复合矿物微粉，其特征在于：所述磷石膏的pH值＞7，SO3≥38wt%，粒度13mm筛余≥85wt%，水分≤8wt%；所述硬石膏的SO3≥38wt%，有效结晶水≥70wt%。
8.根据权利要求1所述的复合矿物微粉，其特征在于：所述复合矿物微粉的活性指数大于75%。
9.制备权利要求1-7任意一项所述的复合矿物微粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）对各原料进行取样检验，选取符合要求的原料按比例进行配料混合；
2）对混合后的物料进行烘干及均化，然后进行磨粉；
3）磨粉后得到的物料进行筛分，得到复合矿物微粉。
10.权利要求1-8任意一项所述的复合矿物微粉在制备混凝土或者砂浆中的用途。
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