CN108218271A - 一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到水泥原料制备技术领域，尤其涉及一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法。该高水化活性硅质水泥原料的制备方法使得单质硅部分氧化，提升了硅粉的水化反应活性，且由于在较低温度下处理，避免了硅粉处理过程中易于爆炸的安全问题。此外，该高水化活性硅质水泥原料的制备方法工艺简单，使用该方法制备出来的水泥原料，水泥的强度明显增强，适合推广使用。

Description

一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法
技术领域
本发明涉及到水泥原料制备技术领域，尤其涉及一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法。
背景技术
多晶硅企业在生产过程中会产生大量的废水，这些废水中会残留大量的硅粉，其粒度处于微米级与亚微米级区间，且多以无定型的形式存在，在废水的处理过程中，由于使用了Fenton试剂，因此硅粉中残留部分的过氧化氢，还有部分起絮凝作用的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
废水中残留的硅粉硅单质的纯度一般为97%左右，在处理过程中混入了Al、Fe、Ca等其他金属元素，已难以回收作为多晶硅的原料。水泥混凝土是固体废弃物的较佳处理途径，其对固体废弃物的稳定性要求相对较低、且处理量大，可以大幅度的吸纳固体废弃物。但由于硅粉中残留的过氧化氢会释放氧气，导致混凝土膨胀，聚合氯化铝和聚丙烯酰胺会提升混凝土的用水量和外加剂的吸附量，导致混凝土的工作性能变差。因此多晶硅企业的硅粉废料至今还难以应用于水泥混凝土中。
本发明涉及的一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，该方法使得单质硅部分氧化，提升了硅粉的水化反应活性，且由于在较低温度下处理，避免了硅粉处理过程中易于爆炸的安全问题。此外，该高水化活性硅质水泥原料的制备方法工艺简单，使用该方法制备出来的水泥原料，水泥的强度明显增强，适合推广使用。
发明内容
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，其特征在于其步骤为：
a、将多晶硅粉废料和过氧化氢按照重量比为1:1的比例均匀混合搅拌后放置于成球盘中，制成粒径区间为1-3毫米的料球；
b、将步骤a制备好的料球放入烘干机中，烘干机的热风的温度控制在150-250℃之间，在烘干机中停留2-4小时，在此过程中过氧化氢发生分解，生成具有活性的自由氧，自由氧与硅粉的表面反应，生成二氧化硅，使得热处理后的料球中二氧化硅的含量达到10-16%（重量百分比）；
c、将步骤 b烘干后的料球作为水泥的入磨原料，取/2-5%（重量百分比）的水泥熟料，即完成高水化活性硅质水泥原料的制备。
优选的所述步骤a中的多晶硅粉废料的粒度范围为50-1000纳米，所述多晶硅粉废料中硅单质所占的重量百分比为95-98%。
优选的所述步骤a中的过氧化氢为工业级，过氧化氢的纯度为30%。
本发明涉及的一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，该方法使得单质硅部分氧化，提升了硅粉的水化反应活性，且由于在较低温度下处理，避免了硅粉处理过程中易于爆炸的安全问题。此外，该高水化活性硅质水泥原料的制备方法工艺简单，使用该方法制备出来的水泥原料，水泥的强度明显增强，适合推广使用。
具体实施方式
具体实施例一，一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，其步骤为：
a、将多晶硅粉废料和过氧化氢按照重量比为1:1的比例均匀混合搅拌后放置于成球盘中，制成粒径为1毫米的料球；
b、将步骤a制备好的料球放入烘干机中，烘干机的热风的温度控制在150℃，在烘干机中停留2小时，在此过程中过氧化氢发生分解，生成具有活性的自由氧，自由氧与硅粉的表面反应，生成二氧化硅，使得热处理后的料球中二氧化硅的含量达到10-15%（重量百分比）；
c、将步骤 b烘干后的料球作为水泥的入磨原料，取2-5%（重量百分比）的水泥熟料，即完成高水化活性硅质水泥原料的制备。
所述步骤a中的多晶硅粉废料的粒度范围为50-100纳米，所述多晶硅粉废料中硅单质所占的重量百分比为95%，所述步骤a中的过氧化氢为工业级，过氧化氢的纯度为30%。
具体实施例二，一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，其步骤为：
a、将多晶硅粉废料和过氧化氢按照重量比为1:1的比例均匀混合搅拌后放置于成球盘中，制成粒径为2毫米的料球；
b、将步骤a制备好的料球放入烘干机中，烘干机的热风的温度控制在200℃，在烘干机中停留3小时，在此过程中过氧化氢发生分解，生成具有活性的自由氧，自由氧与硅粉的表面反应，生成二氧化硅，使得热处理后的料球中二氧化硅的含量达到10-16%（重量百分比）；
c、将步骤 b烘干后的料球作为水泥的入磨原料，取3%（重量百分比）的水泥熟料，即完成高水化活性硅质水泥原料的制备。
所述步骤a中的多晶硅粉废料的粒度范围为100-600纳米，所述多晶硅粉废料中硅单质所占的重量百分比为96%，所述步骤a中的过氧化氢为工业级，过氧化氢的纯度为30%。
具体实施例三：一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，其步骤为：
a、将多晶硅粉废料和过氧化氢按照重量比为1:1的比例均匀混合搅拌后放置于成球盘中，制成粒径为3毫米的料球；
b、将步骤a制备好的料球放入烘干机中，烘干机的热风的温度控制在250℃，在烘干机中停留4小时，在此过程中过氧化氢发生分解，生成具有活性的自由氧，自由氧与硅粉的表面反应，生成二氧化硅，使得热处理后的料球中二氧化硅的含量达到12-15%（重量百分比）；
c、将步骤 b烘干后的料球作为水泥的入磨原料，取5%（重量百分比）的水泥熟料，即完成高水化活性硅质水泥原料的制备。
所述步骤a中的多晶硅粉废料的粒度范围为600-1000纳米，所述多晶硅粉废料中硅单质所占的重量百分比为98%，所述步骤a中的过氧化氢为工业级，过氧化氢的纯度为30%
本发明涉及的一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，该方法使得单质硅部分氧化，提升了硅粉的水化反应活性，且由于在较低温度下处理，避免了硅粉处理过程中易于爆炸的安全问题。此外，该高水化活性硅质水泥原料的制备方法工艺简单，使用该方法制备出来的水泥原料，水泥的强度明显增强，适合推广使用。
下表是基准水泥和加入本发明方法制备出5%（重量百分比）硅粉球水泥的强度对比：
3d抗压强度（MPa） 7d抗压强度（MPa） 28d抗压强度（MPa）
基准水泥： 34.3 42.1 54.2
加入5%硅粉球 54.4 67.5 73.2
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，其特征在于其步骤为：
将多晶硅粉废料和过氧化氢按照重量比为1:1的比例均匀混合搅拌后放置于成球盘中，制成粒径区间为1-3毫米的料球；
将步骤a制备好的料球放入烘干机中，烘干机的热风的温度控制在150-250℃之间，在烘干机中停留2-4小时，在此过程中过氧化氢发生分解，生成具有活性的自由氧，自由氧与硅粉的表面反应，生成二氧化硅，使得热处理后的料球中二氧化硅的含量达到10-16%（重量百分比）；
将步骤 b烘干后的料球作为水泥的入磨原料，取/2-5%（重量百分比）的水泥熟料，即完成高水化活性硅质水泥原料的制备。
2.根据权利要求1所述的一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的多晶硅粉废料的粒度范围为50-1000纳米，所述多晶硅粉废料中硅单质所占的重量百分比为95-98%。
3.根据权利要求1所述的一种高水化活性硅质水泥原料的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的过氧化氢为工业级，过氧化氢的纯度为30%。
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