CN108298839A - 水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法 - Google Patents

水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108298839A
CN108298839A CN201810026788.1A CN201810026788A CN108298839A CN 108298839 A CN108298839 A CN 108298839A CN 201810026788 A CN201810026788 A CN 201810026788A CN 108298839 A CN108298839 A CN 108298839A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
water quenching
cementitious material
flying dust
cement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810026788.1A
Other languages
English (en)
Inventor
高术杰
马明生
刘杰
陈德喜
刘海威
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China ENFI Engineering Corp
Original Assignee
China ENFI Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China ENFI Engineering Corp filed Critical China ENFI Engineering Corp
Priority to CN201810026788.1A priority Critical patent/CN108298839A/zh
Publication of CN108298839A publication Critical patent/CN108298839A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/243—Mixtures thereof with activators or composition-correcting additives, e.g. mixtures of fly ash and alkali activators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/021—Ash cements, e.g. fly ash cements ; Cements based on incineration residues, e.g. alkali-activated slags from waste incineration ; Kiln dust cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/40—Dehydrating; Forming, e.g. granulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/42—Active ingredients added before, or during, the burning process
    • C04B7/421—Inorganic materials
    • C04B7/424—Oxides, Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44—Burning; Melting
    • C04B7/46—Burning; Melting electric
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Abstract

本发明公开了一种水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法。其中，该方法包括以下步骤：将飞灰与助熔剂高温熔融，然后急冷水淬得到水淬渣；将水淬渣与激发剂混合制备得到水泥胶凝材料；优选的，将水淬渣进行粉碎、球磨后与激发剂混合；或将水淬渣与激发剂混合后进行粉碎、球磨制备得到水泥胶凝材料。应用本发明的技术方案，由飞灰熔融得到的“优质”水淬渣制备成水泥胶凝材料，不仅可以应用于水泥、混凝土等常规建材行业，而且可以作为蒸压砖、泡沫混凝土、矿井充填料的原材料应用于特定领域，实现了飞灰的减量化和资源化应用。

Description

水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法
技术领域
本发明涉及飞灰的无害化与资源化处置技术领域，具体而言，涉及一种水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法。
背景技术
垃圾焚烧、医疗废物焚烧以及工业生产中均会产生焚烧飞灰，飞灰中含有大量重金属和二噁英等有害物质，属于危险废物，必须无害化处理处置。
现有的技术集中在用单一水泥、磷酸盐鳌合处理飞灰，2008年国家环保部对生活垃圾填埋场的污染控制标准进行了更新，即GB 16889-2008，其中对进入生活垃圾填埋场的飞灰浸出液中污染物浓度作出了更为严格的规定，飞灰只有达到该标准才可以进入填埋场。
目前的单一处理技术很难满足这一新的标准，如何稳定化处理焚烧飞灰中的重金属，减少其对环境的危害，是一项重要的研究课题。为了改进现有技术状况，有必要研发新的飞灰处理技术。
发明内容
本发明旨在提供一种水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法，以提供一种经济效益较高的飞灰处理技术。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法。该方法包括以下步骤：将飞灰与助熔剂高温熔融，然后急冷水淬得到水淬渣；将水淬渣与激发剂混合制备得到水泥胶凝材料；优选的，将水淬渣进行粉碎、球磨后与激发剂混合；或将水淬渣与激发剂混合后进行粉碎、球磨制备得到水泥胶凝材料。
进一步地，飞灰为生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰及工业危废焚烧飞灰中的一种或多种。
进一步地，飞灰的主要化学成分质量百分比如下：10～70％CaO，0.1～10％SiO2，0.1～10％Al2O3，0.1～10％MgO，0.1～30％Cl，0.1～20％SO3，0.1～10％K2O，0.1～10％Na2O，0.1～10％Fe2O3，0.1～10％TiO2以及0.1～10％P2O5。
进一步地，飞灰的重金属化学成分质量百分如下：0～1％ZnO，0～1％PbO，0～1％SrO，0～1％BaO，0～1％Cr2O3，0～1％Sb2O3，0～1％As2O3，0～1％CuO，0～1％MnO，0～1％NiO以及0～1％Hg。
进一步地，助熔剂为富硅物质，选自石英砂、底渣、市政污泥、冶金渣以及尾矿中的一种或多种；优选的，飞灰中的CaO与助熔剂中的SiO2质量比为0.8～1.2:1。
进一步地，飞灰与助熔剂高温熔融获得熔渣，熔渣的熔化温度为1100～1500℃，熔渣的粘度为0.1～10Pa·s。
进一步地，水淬渣为粒状玻璃颗粒，粒径为1～10mm。
进一步地，水淬渣粉碎前烘干至含水率0～5％，然后球磨至比表面积为200～800m2/g。
进一步地，激发剂为碱激发剂或者硫酸盐激发剂，激发剂包括水泥、电石渣或脱硫石膏。
进一步地，水淬渣占水泥胶凝材料总重量的50～98％。
根据本发明的另一方面，提供了一种水泥胶凝材料。该水泥胶凝材料采用上述任一种方法制备得到。
应用本发明的技术方案，由飞灰熔融得到的“优质”水淬渣制备成水泥胶凝材料，不仅可以应用于水泥、混凝土等常规建材行业，而且可以作为蒸压砖、泡沫混凝土、矿井充填料的原材料应用于特定领域，实现了飞灰的减量化和资源化应用。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
为了改进现有技术中的飞灰处理手段，本发明提出了如下的技术方案。
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法。该方法包括以下步骤：将飞灰与助熔剂高温熔融，然后急冷水淬得到水淬渣；将水淬渣进行粉碎、球磨后与激发剂混合制备得到水泥胶凝材料。
高温熔融处置技术是比较先进的垃圾焚烧飞灰处置技术，相对于水泥固化和螯合剂固化而言，熔融固化的无害化程度彻底、产品稳定性高、运行费用适中、减容效果显著，同时可以实现飞灰资源化利用。高温熔渣经过急冷水淬处理得到的水淬渣，去除大量对烧结不利影响的化学成分，例如氯化物、硫酸盐和碱性物质，相较于原料飞灰更加“干净”。水淬渣含有大量的玻璃态物质，具有一定的潜在活性，通过破碎球磨至一定比表面积，在激发剂的作用下，是一种良好的胶凝材料，可以作为建筑材料大规模推广应用。
应用本发明的技术方案，由飞灰熔融得到的“优质”水淬渣制备成水泥胶凝材料，不仅可以应用于水泥、混凝土等常规建材行业，而且可以作为蒸压砖、泡沫混凝土、矿井充填料的原材料应用于特定领域，实现了飞灰的减量化和资源化应用。
根据本发明一种典型的实施方式，应用于本发明的飞灰可以为生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰及工业危废焚烧飞灰中的一种或多种。
根据本发明一种典型的实施方式，飞灰的主要化学成分质量百分比如下：10～70％CaO，0.1～10％SiO2，0.1～10％Al2O3，0.1～10％MgO，0.1～30％Cl，0.1～20％SO3，0.1～10％K2O，0.1～10％Na2O，0.1～10％Fe2O3，0.1～10％TiO2以及0.1～10％P2O5。此种比例的飞灰比较常见，本发明的的技术方案可以广泛应用于飞灰的资源化处理。
根据本发明一种典型的实施方式，飞灰的重金属化学成分质量百分如下：0～1％ZnO，0～1％PbO，0～1％SrO，0～1％BaO，0～1％Cr2O3，0～1％Sb2O3，0～1％As2O3，0～1％CuO，0～1％MnO，0～1％NiO以及0～1％Hg。含有上述重金属的飞灰需要无害化处理，从用本发明的技术方案便可以完成，而且经济附加值高。
优选的，助熔剂为富硅物质，选自石英砂、底渣、市政污泥、冶金渣以及尾矿中的一种或多种，此类助溶剂的加入，有助于提高后续制备的水泥胶凝材料性能的提高。更了进一步改善水泥胶凝材料性能，优选的，飞灰与助熔剂高温熔融获得熔渣，熔渣的熔化温度为1100～1500℃，熔渣的粘度为0.1～10Pa·s；更优选的，水淬渣为粒状玻璃颗粒，粒径为1～10mm。；优选的，飞灰中的CaO与助熔剂中的SiO2质量比为0.8～1.2:1。
优选的，水淬渣粉碎前烘干至含水率0～5％，然后球磨至比表面积为200～800m2/g，将含水量及比表面积控制在此范围内水淬渣与其它原料进行混合研磨，不易粘钢球。
根据本发明一种典型的实施方式，激发剂为碱激发剂或者硫酸盐激发剂，激发剂可以为工业废渣，包括水泥、电石渣或脱硫石膏等。
根据本发明一种典型的实施方式，水淬渣占水泥胶凝材料总重量的50～98％，在此范围内水泥胶凝材料性能优异。
根据本发明一种典型的实施方式，包括如下步骤：(1)将飞灰与助熔剂经过高温熔融，急冷水淬得到水淬渣；所述的助熔剂为二氧化硅分析纯、石英砂(粉)或者其它富硅的固体废弃物；(2)飞灰与助熔剂高温熔融获得熔渣，熔渣的熔化温度为1100～1500℃，熔渣的粘度为0.1～10Pa·s，在飞灰熔融过程中，通过物理搅拌充分脱除碱金属的氯化物，使熔渣充分澄清、均化成熔融体；(3)将熔渣由排渣口排出并急冷水淬处理，得到水淬渣，水淬渣粒径为1～20mm，优选为1～10mm，利用捞渣机将水淬渣捞出后干燥处理；(4)将干燥后的水淬渣与激发剂混合、破碎并研磨至比表面积200～800m2/g，激发剂可以为碱激发或者硫酸盐激发，包括水泥、电石渣、脱硫石膏等工业废渣，水淬渣是体系内主要的胶凝材料，质量分数可达50～98％。
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种水泥胶凝材料。该水泥胶凝材料采用上述任一种方法制备得到。
下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
(1)取一种生活垃圾焚烧飞灰，其主要组成为CaO 59.4％，SiO2 5.58％，Al2O31.55％，MgO 1.37％，Cl 15.6％，SO3 5.34％，K2O 4.25％，Na2O 2.56％，Fe2O3 2.25％，TiO20.41％，P2O50.79％，ZnO 0.55％，PbO 0.17％，SrO 0.038％，BaO 0.026％，Cr2O3 0.014％，CuO 0.033％，MnO0.043％，NiO 0.003％，Hg 0.001％；需说明的是，飞灰中还包括微量杂质，故成分含量之和小于100％；以下实施例同。
(2)取一种石英砂，其主要组成为SiO2 96％，CaO 0.2％，Al2O3 0.5％，MgO 0.4％，Fe2O30.6％，K2O 0.9％，Na2O 0.4％，其它1％；将垃圾焚烧飞灰与石英砂充分混合，压球造粒，造粒置于1350℃的矿热电炉中保温1h，得到的熔渣粘度为1Pa·s；
(3)熔渣由矿热电炉放渣口排出，急冷水淬处理得到水淬渣，水淬渣粒径为-1mm(代表＜1mm)，同时将水淬渣干燥至含水率0.1％，球磨水淬渣至比表面积800m2/g；
(4)按干基质量百分比，分别取水淬渣磨细粉98％和P.O 42.5水泥2％充分混合均匀，制得胶凝材料；
(5)将胶凝材料、标准砂按照1：3的比例混合，同时加入1％的水制备成标准砂浆块M-1，在标准状态下养护28d，砂浆块强度如表1所示。
表1砂浆块M-1的性能指标
基本指标 单位 M-1
7d抗折强度 MPa 1.2
28d抗折强度 MPa 1.8
7d抗压强度 MPa 5.6
28d抗压强度 MPa 7.5
初凝时间 h 6.9
终凝时间 h 12
实施例2
(1)取一种生活垃圾焚烧飞灰，其主要组成为CaO 59.4％，SiO2 5.58％，Al2O31.55％，MgO 1.37％，Cl 15.6％，SO3 5.34％，K2O 4.25％，Na2O 2.56％，Fe2O3 2.25％，TiO20.41％，P2O50.79％，ZnO 0.55％，PbO 0.17％，SrO 0.038％，BaO 0.026％，Cr2O3 0.014％，CuO 0.033％，MnO0.043％，NiO 0.003％，Hg 0.001％；。
(2)取一种底渣，其主要组成为SiO230.75％，CaO 29.06％，Al2O3 8.57％，MgO1.75％，Fe2O3 10.02％，P2O5 4.77％，SO3 3.01％，K2O 1.24％，Na2O 2.87％，烧失量6.60％(底渣含有其它杂质，故总值少于100％)；将垃圾焚烧飞灰与生活垃圾焚烧的底渣充分混合，置于1400℃的等离子体炉中熔化1h，得到的熔渣粘度为0.6Pa·s；
(3)熔渣由放渣口排出，急冷水淬处理得到水淬渣，水淬渣粒径为-5mm，同时将水淬渣干燥至含水率5％，球磨水淬渣至比表面积200m2/g；
(4)按干基质量百分比，分别取水淬渣磨细粉50％、P.O 42.5水泥10％、脱硫石膏20％、电石渣20％充分混合均匀，制得胶凝材料；
(5)将胶凝材料、标准砂按照1：6的比例混合，同时加入10％的水制备成标准砂浆块M-2，在标准状态下养护28d，砂浆块强度如表2所示。
表2砂浆块M-2的性能指标
基本指标 单位 M-2
7d抗折强度 MPa 1.6
28d抗折强度 MPa 2.5
7d抗压强度 MPa 6.6
28d抗压强度 MPa 8.1
初凝时间 h 8.5
终凝时间 h 15
实施例3
(1)取一种医疗垃圾焚烧飞灰，其主要组成为CaO 42.2％，SiO2 3.1％，Al2O31.9％，MgO2.3％，Cl 28.5％，SO3 3.5％，K2O 4.0％，Na2O 5.6％，Fe2O3 3.4％，TiO20.98％，P2O5 1.02％，ZnO 0.33％，PbO 0.51％，SrO0.010％，BaO0.032％，Cr2O30.020％，CuO0.032％，MnO0.010％，NiO0.003％，Hg 0.001％；
(2)取一种铁尾矿，其主要组成为SiO2 56.04％，CaO 5.06％，Al2O3 7.99％，MgO5.75％，Fe2O3 8.94％，FeO 10.65％，SO2 1.26％，K2O 0.43％，Na2O 0.98％，烧失量2.90％；将垃圾焚烧飞灰与铁尾矿充分混合，置于1200℃的侧吹炉炉中熔化2h，得到的熔渣粘度为10Pa·s；
(3)熔渣由放渣口排出，急冷水淬处理得到水淬渣，水淬渣粒径为-10mm，同时将水淬渣干燥至含水率3％，球磨水淬渣至比表面积500m2/g；
(4)按干基质量百分比，分别取水淬渣磨细粉85％、P.O 32.5水泥5％、脱硫石膏5％、电石渣5％充分混合均匀，制得胶凝材料；
(5)将胶凝材料、标准砂按照1：4的比例混合，同时加入1％的水制备成标准砂浆块M-3，在标准状态下养护28d，砂浆块强度如表3所示。
表3砂浆块M-3的性能指标
实施例4
(1)取一种工业危废焚烧飞灰，其主要组成为CaO 31.3％，SiO2 7.5％，Al2O33.73％，MgO 5.58％，Cl 24.07％，SO3 9.9％，K2O 1.4％，Na2O 8.85％，Fe2O3 1.01％，TiO22.09％，P2O53.00％，ZnO 0.84％，PbO 0.31％，SrO 0.091％，BaO 0.056％，Cr2O3 0.020％，CuO 0.021％，MnO 0.019％，NiO 0.005％，Hg 0.001％；
(2)取一种市政污泥，其主要组成为CaO7.91％，SiO2 47.62％，Al2O3 18.34％，MgO2.5％，R2O 4.07％，Fe2O3 8.29％，TiO2 0.81％，P2O5 7.16％，其它3.29％；
(3)取一种高炉矿渣，其主要组成为SiO2 40.31％，Al2O3 11.12％，Fe2O32.41％，CaO35.14％，MgO 6.48％，SO3 1.10％，MnO 1.32％，其它2.12％；
(4)将垃圾焚烧飞灰与市政污泥、铁尾矿充分混合，置于1200℃的矿热电炉中熔化2h，得到的熔渣CaO/SiO2＝0.63，熔渣粘度为0.8Pa·s；
(3)熔渣由放渣口排出，急冷水淬处理得到水淬渣，水淬渣粒径为-5mm，同时将水淬渣干燥至含水率1％，球磨水淬渣至比表面积400m2/g；
(4)按干基质量百分比，分别取水淬渣磨细粉88％、P.O 42.5水泥2％、脱硫石膏5％、电石渣5％充分混合均匀，制得胶凝材料；
(5)将胶凝材料、标准砂按照1：4的比例混合，同时加入0.6％的水制备成标准砂浆块M-4，在标准状态下养护28d，砂浆块强度如表4所示。
表4砂浆块M-4的性能指标
基本指标 单位 M-4
7d抗折强度 MPa 5.7
28d抗折强度 MPa 7.1
7d抗压强度 MPa 12.3
28d抗压强度 MPa 15.5
初凝时间 h 6.7
终凝时间 h 14
实施例5
(1)取一种生活垃圾焚烧飞灰，其主要组成为CaO 59.4％，SiO2 5.58％，Al2O31.55％，MgO 1.37％，Cl 15.6％，SO3 5.34％，K2O 4.25％，Na2O 2.56％，Fe2O3 2.25％，TiO20.41％，P2O5 0.79％，ZnO 0.55％，PbO 0.17％，SrO 0.038％，BaO 0.026％，Cr2O30.014％，CuO 0.033％，MnO 0.043％，NiO 0.003％，Hg 0.001％；
(2)取一种石英砂，其主要组成为SiO2 96％，CaO 0.2％，Al2O3 0.5％，MgO 0.4％，Fe2O3 0.6％，K2O 0.9％，Na2O 0.4％，其它1％；将垃圾焚烧飞灰与石英砂充分混合，压球造粒，造粒置于1100℃的矿热电炉中保温5h，得到的熔渣粘度为10Pa·s；
(3)熔渣由矿热电炉放渣口排出，急冷水淬处理得到水淬渣，水淬渣粒径为-5mm，同时将水淬渣干燥至含水率1％，球磨水淬渣至比表面积800m2/g；
(4)按干基质量百分比，分别取水淬渣磨细粉98％和P.O 42.5水泥2％充分混合均匀，制得胶凝材料；
(5)将胶凝材料、标准砂按照1：3的比例混合，同时加入1％的水制备成标准砂浆块M-5，在标准状态下养护28d，砂浆块强度如表5所示。
表5砂浆块M-5的性能指标
基本指标 单位 M-5
7d抗折强度 MPa 1.2
28d抗折强度 MPa 1.3
7d抗压强度 MPa 5.2
28d抗压强度 MPa 6.8
初凝时间 h 6.5
终凝时间 h 12
实施例6
(1)取一种生活垃圾焚烧飞灰，其主要组成为CaO 59.4％，SiO2 5.58％，Al2O31.55％，MgO 1.37％，Cl 15.6％，SO3 5.34％，K2O 4.25％，Na2O 2.56％，Fe2O3 2.25％，TiO20.41％，P2O50.79％，ZnO 0.55％，PbO 0.17％，SrO 0.038％，BaO 0.026％，Cr2O3 0.014％，CuO 0.033％，MnO0.043％，NiO 0.003％，Hg 0.001％；
(2)取一种石英砂，其主要组成为SiO2 96％，CaO 0.2％，Al2O3 0.5％，MgO 0.4％，Fe2O30.6％，K2O 0.9％，Na2O 0.4％，其它1％；将垃圾焚烧飞灰与石英砂充分混合，压球造粒，造粒置于1500℃的矿热电炉中保温0.5h，得到的熔渣粘度为0.1Pa·s；
(3)熔渣由矿热电炉放渣口排出，急冷水淬处理得到水淬渣，水淬渣粒径为-1mm，同时将水淬渣干燥至含水率0.2％，球磨水淬渣至比表面积600m2/g；
(4)按干基质量百分比，分别取水淬渣磨细粉98％和P.O 42.5水泥2％充分混合均匀，制得胶凝材料；
(5)将胶凝材料、标准砂按照1：3的比例混合，同时加入1％的水制备成标准砂浆块M-6，在标准状态下养护28d，砂浆块强度如表6所示。
表6砂浆块M-6的性能指标
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：应用本发明的技术方案，由飞灰熔融得到的“优质”水淬渣制备成水泥胶凝材料，不仅可以应用于水泥、混凝土等常规建材行业，而且可以作为蒸压砖、泡沫混凝土、矿井充填料的原材料应用于特定领域，实现了飞灰的减量化和资源化应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将飞灰与助熔剂高温熔融，然后急冷水淬得到水淬渣；
将所述水淬渣与激发剂混合制备得到所述水泥胶凝材料；
优选的，将所述水淬渣进行粉碎、球磨后与激发剂混合；或将所述水淬渣与激发剂混合后进行粉碎、球磨制备得到所述水泥胶凝材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞灰为生活垃圾焚烧飞灰、医疗垃圾焚烧飞灰及工业危废焚烧飞灰中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞灰的主要化学成分质量百分比如下：10～70％CaO，0.1～10％SiO2，0.1～10％Al2O3，0.1～10％MgO，0.1～30％Cl，0.1～20％SO3，0.1～10％K2O，0.1～10％Na2O，0.1～10％Fe2O3，0.1～10％TiO2以及0.1～10％P2O5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞灰的重金属化学成分质量百分如下：0～1％ZnO，0～1％PbO，0～1％SrO，0～1％BaO，0～1％Cr2O3，0～1％Sb2O3，0～1％As2O3，0～1％CuO，0～1％MnO，0～1％NiO以及0～1％Hg。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述助熔剂为富硅物质，选自石英砂、底渣、市政污泥、冶金渣以及尾矿中的一种或多种；优选的，所述飞灰中的CaO与所述助熔剂中的SiO2质量比为0.8～1.2:1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞灰与所述助熔剂高温熔融获得熔渣，所述熔渣的熔化温度为1100～1500℃，熔渣的粘度为0.1～10Pa·s。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水淬渣为粒状玻璃颗粒，粒径为1～10mm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水淬渣粉碎前烘干至含水率0～5％，然后球磨至比表面积为200～800m2/g。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激发剂为碱激发剂或者硫酸盐激发剂，所述激发剂包括水泥、电石渣或脱硫石膏。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水淬渣占所述水泥胶凝材料总重量的50～98％。
11.一种水泥胶凝材料，其特征在于，采用如权利要求1至10中任一项所述的方法制备得到。
CN201810026788.1A 2018-01-11 2018-01-11 水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法 Pending CN108298839A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810026788.1A CN108298839A (zh) 2018-01-11 2018-01-11 水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810026788.1A CN108298839A (zh) 2018-01-11 2018-01-11 水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108298839A true CN108298839A (zh) 2018-07-20

Family

ID=62868910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810026788.1A Pending CN108298839A (zh) 2018-01-11 2018-01-11 水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108298839A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109437758A (zh) * 2018-12-17 2019-03-08 合肥卡勒斯通建筑材料有限公司 一种超快硬水泥混凝土及其制造方法
CN109772848A (zh) * 2019-01-30 2019-05-21 北京科技大学 一种城市垃圾焚烧灰渣及飞灰深埋充填封闭的处置方法
CN111847928A (zh) * 2020-08-03 2020-10-30 矿冶科技集团有限公司 一种垃圾焚烧飞灰与浮选尾矿综合利用的方法
CN111875330A (zh) * 2020-07-24 2020-11-03 祎禾科技有限公司 一种基于胶凝材料的高铁无砟轨道自密实混凝土及制备方法
CN114031318A (zh) * 2021-11-12 2022-02-11 光大环保技术研究院（深圳）有限公司 一种利用垃圾焚烧飞灰直接制备水泥的方法及制得的水泥
CN114685132A (zh) * 2022-04-12 2022-07-01 长江南京航道工程局 一种耐水性原状磷石膏-富镁矿渣胶凝材料
CN114988736A (zh) * 2022-04-18 2022-09-02 江汉大学 一种混凝土掺和料及其制备方法
CN115108743A (zh) * 2022-06-29 2022-09-27 光大环境科技（中国）有限公司 一种垃圾焚烧炉底渣协同垃圾焚烧飞灰制备碳化泡沫地质聚合物方法及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102303036A (zh) * 2011-07-06 2012-01-04 东江环保股份有限公司 碱激发固化稳定处理垃圾焚烧飞灰的方法
CN103420631A (zh) * 2013-08-12 2013-12-04 郑州大学 一种垃圾焚烧飞灰重金属双重固化处理方法
CN105198247A (zh) * 2015-09-16 2015-12-30 鞍钢集团矿业公司 利用烧结脱硫灰渣制备全尾砂胶凝材料及方法
CN106377867A (zh) * 2016-08-22 2017-02-08 武汉都市环保工程技术股份有限公司 一种垃圾焚烧飞灰重金属固化剂及其固化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102303036A (zh) * 2011-07-06 2012-01-04 东江环保股份有限公司 碱激发固化稳定处理垃圾焚烧飞灰的方法
CN103420631A (zh) * 2013-08-12 2013-12-04 郑州大学 一种垃圾焚烧飞灰重金属双重固化处理方法
CN105198247A (zh) * 2015-09-16 2015-12-30 鞍钢集团矿业公司 利用烧结脱硫灰渣制备全尾砂胶凝材料及方法
CN106377867A (zh) * 2016-08-22 2017-02-08 武汉都市环保工程技术股份有限公司 一种垃圾焚烧飞灰重金属固化剂及其固化方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109437758A (zh) * 2018-12-17 2019-03-08 合肥卡勒斯通建筑材料有限公司 一种超快硬水泥混凝土及其制造方法
CN109772848A (zh) * 2019-01-30 2019-05-21 北京科技大学 一种城市垃圾焚烧灰渣及飞灰深埋充填封闭的处置方法
CN111875330A (zh) * 2020-07-24 2020-11-03 祎禾科技有限公司 一种基于胶凝材料的高铁无砟轨道自密实混凝土及制备方法
CN111847928A (zh) * 2020-08-03 2020-10-30 矿冶科技集团有限公司 一种垃圾焚烧飞灰与浮选尾矿综合利用的方法
CN114031318A (zh) * 2021-11-12 2022-02-11 光大环保技术研究院（深圳）有限公司 一种利用垃圾焚烧飞灰直接制备水泥的方法及制得的水泥
CN114685132A (zh) * 2022-04-12 2022-07-01 长江南京航道工程局 一种耐水性原状磷石膏-富镁矿渣胶凝材料
CN114685132B (zh) * 2022-04-12 2022-12-27 长江南京航道工程局 一种耐水性原状磷石膏-富镁矿渣胶凝材料
CN114988736A (zh) * 2022-04-18 2022-09-02 江汉大学 一种混凝土掺和料及其制备方法
CN115108743A (zh) * 2022-06-29 2022-09-27 光大环境科技（中国）有限公司 一种垃圾焚烧炉底渣协同垃圾焚烧飞灰制备碳化泡沫地质聚合物方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108298839A (zh) 水泥胶凝材料及其利用飞灰制备水泥胶凝材料的方法
EP1037861B1 (en) Briquettes for mineral fibre production and their use
CN101721784B (zh) 一种铬渣的无害化处理方法
CN108275974A (zh) 透水砖及利用飞灰制备透水砖的方法
JP2002003248A (ja) ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法
CN104805250A (zh) 一种高温熔渣连续改质的工艺方法
CN110282877B (zh) 利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉及其制备方法
CN111847928A (zh) 一种垃圾焚烧飞灰与浮选尾矿综合利用的方法
CN105152536B (zh) 一种利用铬铁合金渣合成微晶玻璃材料的方法
CN106224979B (zh) 一种危险废物焚烧底渣资源化利用的方法
Zhao et al. Pilot trial of detoxification of chromium slag in cyclone furnace and production of slag wool fibres
EP1036044B2 (en) Production of man-made vitreous fibres
JP2000302498A (ja) 人工軽量骨材の製造方法およびこの方法により得られた人工軽量骨材
EP0688742B1 (de) Verfahren zur Behandlung und umweltverträglichen Verwertung von Asbestzementprodukten
JP2001163647A (ja) ごみ焼却灰を用いた人工骨材の製造方法およびこの方法によって得られた人工骨材
KR100301277B1 (ko) 전기로·제강더스트와 소각재를 이용한 역청포장용 채움재 제조방법 및 이를 이용한 아스콘 제조방법
KR102042779B1 (ko) 강도를 향상시킨 지반채움재 및 그 제조방법
JPH082949A (ja) 製鋼スラグの改質方法
CN115716738A (zh) 一种高强度钢渣砖的生产工艺
WO1999028248A1 (en) Processes for the production of man-made vitreous fibres
Borowski Using Vitrification for Sewage Sludge Combustion Ash Disposal.
CN104676595B (zh) 一种降低生活垃圾焚烧厂飞灰量及飞灰毒性的方法
EP1036042B1 (en) Production of man-made vitreous fibres
CN114988736B (zh) 一种混凝土掺和料及其制备方法
CN108516689A (zh) 一种高硅铁尾矿和高炉渣制备微晶泡沫玻璃的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination