CN108484062B

CN108484062B - 一种用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆

Info

Publication number: CN108484062B
Application number: CN201810203206.2A
Authority: CN
Inventors: 张海波; 祝瑜; 温海锋; 张高杰; 张庆勋; 管学茂
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2038-03-13
Also published as: CN108484062A

Abstract

本发明提供了一种用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆，该自流平砂浆由以下质量分数的物质组成：表面处理后的炉渣35%~50%、硅酸盐水泥20%~40%、铝酸盐水泥5%~15%、石膏3%~6%、石灰3%~6%、硅灰2%~4%、保水剂0.1%~1%。本发明自流平砂浆有效利用了煤制油气化炉炉渣，在保证自流平砂浆性能的同时综合利用了资源，并节省减水剂的成本，具有极高的经济效益和环保效益。

Description

一种用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆

技术领域

本发明涉及一种自流平砂浆，特别是利用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆，属于建筑材料领域。

背景技术

中国拥有丰富的煤炭资源，但是油气资源总量较少，经济的飞速发展使得对能源的需求急剧增加，且世界范围内石油危机频繁发生，导致煤基合成油(煤制油)作为现代煤化工产业的一部分解决石油短缺问题越来越受到重视。近几年，中国的煤制油产业无论在产业关键技术攻关、重大装备自主化研制，还是在产品品种开发和生产规模扩大等方面，都取得了突破性进展，拥有煤基制油技术的自主知识产权，年产能已达到七百多万吨。

煤制油是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。但是由于受到煤质要求、工业实施、整体效率及产品、工艺技术等方面的限制，一般用煤的间接液化法才能便捷的生产出高品质油品。煤的间接液化就是先对原料煤进行气化，再做净化处理后，得到一氧化碳和氢气的原料气，然后在一定温度、压力以及催化剂的作用下合成出有关油品或化工产品。典型的费托合成煤间接液化工艺流程如图1所示，其中煤气化工艺过程中原煤的40％均转化为气化炉炉渣，导致炉渣排放量大，堆积如山。

发明人在研究过程中发现这种间接法煤制油工艺采用了微米级的煤粉在气化炉中高速旋转燃烧，温度达到1600℃以上，所产生的炉渣大部分为实心球状，如图2所示，而且其性能符合建筑用砂标准要求。

目前通用自流平砂浆的组成包括硅酸盐水泥、高铝水泥等胶凝材料，天然砂，减水剂，保水剂，消泡剂等。其中减水剂是自流平砂浆达到高流动性所必须的成分，包括聚羧酸类减水剂、萘系减水剂、聚醚类减水剂等。

由于间接法煤制油气化炉炉渣由不同粒径的实心球状颗粒组成，将其用于取代目前自流平砂浆原料中的砂子，将可以极大提高砂浆的流动性，减少甚至省去减水剂掺量，不但可以节约日益紧缺的天然砂资源，省去高成本减水剂的使用，而且将工业废渣综合利用，具有极高的经济效益和环保效益。

因此，发明人进行了大量研究，将间接法煤制油气化炉炉渣进行表面处理后，替代天然砂制备自流平砂浆，不用减水剂，开发了一种用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆。

发明内容

本发明的目的是提供一种用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆，该自流平砂浆中的天然砂由处理后的煤制油气化炉炉渣所代替，并取消了减水剂的使用。本发明自流平砂浆有效利用了煤制油气化炉炉渣，在保证自流平砂浆性能的同时综合利用了资源，并节省减水剂的成本，具有极高的经济效益和环保效益。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆，该自流平砂浆由以下质量分数的物质组成：表面处理后的炉渣35％～50％、硅酸盐水泥20％～40％、铝酸盐水泥5％～15％、石膏3％～6％、石灰3％～6％、硅灰2％～4％、保水剂0.1％～1％。

进一步，所述保水剂为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、可再分散乳胶粉中的其中一种。

上述用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：

S1：将炉渣进行表面处理，具体过程为：

①：将煤制油气化炉炉渣过筛，获得直径为0.1～5.0毫米的炉渣颗粒；

②：将丙烯酸和聚乙二醇加入①获得的炉渣颗粒中，搅拌均匀；

③：将②中搅拌均匀的混合料在80℃下加热2h，获得表面处理的煤制油气化炉炉渣。

S2：将表面处理后的炉渣、硅酸盐水泥。铝酸盐水泥、石膏、石灰、硅灰、保水剂混合均匀即得本发明自流平砂浆。

进一步，②中丙烯酸加入量为炉渣颗粒重量的0.1％～1％，聚乙二醇加入量为炉渣颗粒重量的0.2％～3％，聚乙二醇分子量为800～2000。

上述自流平砂浆的使用方法，搅拌时加入水搅拌均匀成为浆体即可，加入水的量为：水与硅酸盐水泥和铝酸盐水泥组成的胶凝材料的水胶比为0.3～0.5∶1。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明自流平砂浆中处理后的煤制油气化炉炉渣取代了现有自流平砂浆中的砂石，有效利用了工业废渣，避免了资源的浪费，同时降低了天然砂石资源的消耗。

2、本发明自流平砂浆中有效利用了所用处理后的煤制油气化炉炉渣的圆球状的特性，在不使用减水剂的情况下实现了砂浆的高流动性，取消了减水剂的使用，节约了成本，减少了环境污染。

附图说明

图1为煤制油工艺流程图；

图2为煤制油气化炉炉渣的微观结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明中所用煤制油气化炉炉渣的基本性能与建筑用砂的标准见表1。

表1煤制油气化炉炉渣的基本性能与建筑用砂的标准

通过表1可以看出，煤制油气化炉炉渣符合建筑用砂的标准，因此，煤制油气化炉炉渣可以取代砂石用于制备自流平砂浆。

本发明自流平砂浆由以下质量分数的物质组成：表面处理后的炉渣35％～50％、硅酸盐水泥20％～40％、铝酸盐水泥5％～15％、石膏3％～6％、石灰3％～6％、硅灰2％～4％、保水剂0.1％～1％，其中保水剂可以采用羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、可再分散乳胶粉中的其中一种。

本发明自流平砂浆的制备方法，包括以下步骤：

S1：将炉渣进行表面处理，具体过程为：

②：将丙烯酸和聚乙二醇加入①获得的炉渣颗粒中，搅拌均匀，其中，丙烯酸加入量为炉渣重量的0.1％～1％，聚乙二醇加入量为炉渣重量的0.2％～3％，聚乙二醇分子量为800～2000；

本发明自流平砂浆在使用时，将上述产品加水搅拌均匀成为浆体即可，其中，水与胶凝材料的水胶比为0.3～0.5∶1。

本发明实施例1～5采用上述制备方法制备的自流平砂浆的具体配料见表2。除实施例1～5的配比配料外，按照上述物质所占比例范围内数值进行配料均属于本发明的保护范围内。

表2实施例1～5的自流平砂浆的具体配料

将实施例1～5制备的自流平砂浆，按设定程序搅拌240s，然后测定自流平砂浆的初始、20min后的流动度，标准养护硬化体24h、28d后的抗折、抗压强度，拉伸粘结强度，尺寸变化率，测定的数据见表3。

表3实施例1～5制备的自流平砂浆的性能指标

通过表3可以看出，本发明实施例1～5制备的自流平砂浆与建筑用自流平砂浆的标准值相比，流动度、抗折强度、抗压强度、拉伸粘结强度、尺寸变化率均在标准值的范围内，符合建筑用标准。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆，其特征在于，该自流平砂浆由以下质量分数的物质组成：表面处理后的炉渣35%~50%、硅酸盐水泥20%~40%、铝酸盐水泥5%~15%、石膏3%~6%、石灰3%~6%、硅灰2%~4%、保水剂0.1%~1%。

2.根据权利要求1所述的用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆，其特征在于，所述保水剂为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、可再分散乳胶粉中的其中一种。

3.一种如权利要求1所述的用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将炉渣进行表面处理，具体过程为：

①：将煤制油气化炉炉渣过筛，获得直径为0.1~5.0毫米的炉渣颗粒；

③：将②中搅拌均匀的混合料在80℃下加热2h，获得表面处理的煤制油气化炉炉渣；

S2：将表面处理后的炉渣、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石膏、石灰、硅灰、保水剂混合均匀即得本发明自流平砂浆。

4.根据权利要求3所述的用煤制油气化炉炉渣制备的自流平砂浆的制备方法，其特征在于，②中丙烯酸加入量为炉渣颗粒重量的0.1%~1%，聚乙二醇加入量为炉渣颗粒重量的0.2%~3%，聚乙二醇分子量为800~2000。

5.一种如权利要求1 或3 所述的自流平砂浆的使用方法，搅拌时加入水搅拌均匀成为浆体即可，加入水的量为：水与硅酸盐水泥和铝酸盐水泥组成的胶凝材料的水胶比为0.3~0.5∶1。