CN110698093A - 一种无机粘结剂及制备方法 - Google Patents

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朱书景
方源
周瑆玥
谭林
孙妍晗
谢尚儒
胡贝
徐宇露
闻会
李龙飞
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    • 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
    • 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

本发明提供一种无机粘结剂及制备方法，包括以下重量份数的固体组分：脱硫灰：30份～90份，石灰石：5份～10份，白云石：5份～10份及分散剂：0.5份～4份；所述无机粘结剂还包括水，所述固体组分与水的重量比为：1:(3～5)。本发明的有益效果在于：(1)本发明所使用的原材料大部分来自钢铁烧结厂废料，配合其他易得且成本的药剂，使得本发明无机粘结剂成本低廉，并达到了以废治废的目的；(2)粘结剂使用过程中污染物排放几乎为零，不会对相关企业生产产生二次污染的影响，并可有效降低企业污染物排放量；(3)该粘接结剂可单独使用，直接进入造粒企业生产系统，不用配合其它外加剂使用，反应速度快，效率高。

Description

一种无机粘结剂及制备方法
技术领域
本发明属于固体废物资源化技术领域，具体涉及一种无机粘结剂及制备方法。
背景技术
常规固体造粒使用的粘结剂，多为纯化膨润土，在原材料生产过程中产生的二次污染较为严重，而且对颗粒后期性能有加大影响，而且传统的有机粘结剂还需要搭配其他外加剂配合使用，粘结效果差，严重影响了相关企业的生产和污染减排。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种无机粘结剂及制备方法。
具体技术方案如下：
一种无机粘结剂，其不同之处在于，所述无机粘结剂包括以下重量份数的固体组分：
脱硫灰：30份～90份，石灰石：5份～10份，白云石：5份～10份及分散剂：0.5份～4份；
所述无机粘结剂还包括水，所述固体组分与水的重量比为：1:(3～5)。
进一步，所述脱硫灰包括：钢铁烧结机烟气采用旋转喷雾干燥脱硫后产生的钢铁烧结厂脱硫灰；及
电厂烟气脱硫产生的电厂脱硫灰；
其中，所述钢铁烧结脱硫灰含水质量百分比不大于8％，含硫质量百分比小于0.30％；所述电厂脱硫灰的活性氧化钙质量百分比不大于30％，含硫量小于0.10％。
进一步，所述分散剂包括木质素磺酸钠及聚丙酰胺，所述木质素磺酸钠与所述聚丙烯酰胺的重量份数比为1:2。
进一步，所述石灰石的碳酸钙含量的质量百分比不小于50％，含硫量含量的质量百分比小于0.10％。
进一步，所述白云石的碳酸镁含量的质量百分比不小于60％，含硫量质量百分比小于0.10％。
进一步，所述钢铁烧结厂脱硫灰的重量份数为50份～65份，所述电厂脱硫灰的重量份数为20份～25份。
进一步，所述聚丙酰胺的分子量为30000～50000。
上述一种无机粘结剂制备方法，其不同之处在于，包括以下步骤：
步骤S1:称取各固体组分；
步骤S2:加水将所述固体组分溶制成浆。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明所使用的原材料大部分来自钢铁烧结厂废料，配合其他易得且成本的药剂，使得本发明无机粘结剂成本低廉，并达到了以废治废的目的；(2)粘结剂使用过程中污染物排放几乎为零，不会对相关企业生产产生二次污染的影响，并可有效降低企业污染物排放量；(3)该粘接结剂可单独使用，直接进入造粒企业生产系统，不用配合其它外加剂使用，反应速度快，效率高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
钢铁烧结厂脱硫灰为钢铁烧结厂SDA脱硫后产生的副产物,含氧化钙、氧化镁、亚硫酸钙、硫酸钙等，其中钢铁烧结厂脱硫灰含有较高含量的氧化铁。
钢铁烧结厂脱硫灰：本粘结剂的主要原材料，其主要目的是提供粘结功能载体，同时也是系统酸碱平衡的保障，其中的氧化铁的成分也是球团品质提升的一个重要手段。其掺入量也是根据粘结剂整体性能要求而精细设计的。
电厂脱硫灰为电厂FGD脱硫产生的副产物含氧化钙、氧化镁、亚硫酸钙、硫酸钙等。
电厂脱硫灰：粘结剂粘接效果的主体，遇水反应，结合污泥载体成分生成C-S-H凝胶，可以有效的将污泥颗粒粘结在一起形成一定强度，同时实现造球功能，其掺入量是根据具体造粒载体本身的性质以及生产需求而精细计算后设定的，过高则成本上升且影响颗粒后期质量，过低则影响粘结剂的使用效果。
钢铁烧结脱硫灰含水质量百分比不大于8％，含硫质量百分比小于 0.30％；电厂脱硫灰的活性氧化钙质量百分比不大于30％，含硫量小于 0.10％。
石灰石：石灰石是系统脱泥剂和矿化剂，在热反应过程中可以有效改善粘结剂的脱泥性能和热反应性，其掺量是经过科学计算得来的，其掺量低于 5％，系统固结不彻底会引起二次污染，矿化效果也会较差，其掺量高于10％，粘结剂化合性能会差，系统排放粉尘量会增加，系统反应速度也下降明显。所述石灰石的碳酸钙含量的质量百分比不小于50％，含硫量含量的质量百分比小于0.10％。
白云石：白云石也是系统脱硫剂和矿化剂，在热反应过程中可以有效改善粘结剂的固结性能和热反应性，其掺量是经过科学计算得来的，其掺量低于5％，系统脱硫不彻底会引起二次污染，矿化效果也会较差，其掺量高于 10％，粘结剂冶金性能会差，系统排放粉尘量会增加，系统反应速度也下降明显，白云石与石灰石组合使用，按照1：1比例选取。白云石的碳酸镁含量的质量百分比不小于60％，含硫量质量百分比小于0.10％。
分散剂组成：
木质素磺酸钠：主要起分散作用，能降低表面张力，促进各种有效成分在体系中的分散效果。木质素磺酸钠含量低于1％，降低表面张力不明显，含量高于2％，导致系统中粘度增加，影响反应物料粘接的均匀性，且成本增加。
分子量为30000～50000聚丙烯酰胺：主要表面活性剂，与木质素磺酸钠配合使用，两者重量比1：2进行控制。
实施例一
步骤S1，称取下列重量份数的固体组分。
钢铁烧结厂脱硫灰：50份，电厂脱硫灰：30份，石灰石：9份，白云石： 9份，分散剂：2份。
步骤S2,上述各组分加水溶制为固体组分为质量含量为20％的浆。
实施例二
步骤S1，称取下列重量份数的固体组分。
钢铁烧结厂脱硫灰：60份，电厂脱硫灰：25份，石灰石：7份，白云石： 7份，分散剂：1份。
步骤S2,上述各组分加水溶制为固体组分为质量含量为20％的浆。
实施例三
步骤S1，称取下列重量份数的固体组分。
钢铁烧结厂脱硫灰：65份，电厂脱硫灰：20份，石灰石：6份，白云石： 6份，分散剂：3份。
步骤S2,上述各组分加水溶制为固体组分为质量含量为20％的浆。
实施例四
实施例一至实施例三无机粘结剂的应用
将粘结剂用于湖北某企业球团生产污泥造粒生产，记录生产制度关键参数及产品质量结果如下表1所示：
表1无机粘结剂应用于污泥造粒的参数及产品质量
Figure BDA0002254657680000051
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种无机粘结剂，其特征在于，所述无机粘结剂包括以下重量份数的固体组分：
脱硫灰：30份～90份，石灰石：5份～10份，白云石：5份～10份及分散剂：0.5份～4份；
所述无机粘结剂还包括水，所述固体组分与水的重量比为：1:(3～5)。
2.根据权利要求1所述一种无机粘结剂，其特征在于，所述脱硫灰包括：钢铁烧结机烟气采用旋转喷雾干燥脱硫后产生的钢铁烧结厂脱硫灰；及
电厂烟气脱硫产生的电厂脱硫灰；
其中，所述钢铁烧结脱硫灰含水质量百分比不大于8％，含硫质量百分比小于0.30％；所述电厂脱硫灰的活性氧化钙质量百分比不大于30％，含硫量小于0.10％。
3.根据权利要求1所述一种无机粘结剂，其特征在于，所述分散剂包括木质素磺酸钠及聚丙酰胺，所述木质素磺酸钠与所述聚丙烯酰胺的重量份数比为1:2。
4.根据权利要求1一种无机粘结剂，其特征在于，所述石灰石的碳酸钙含量的质量百分比不小于50％，含硫量含量的质量百分比小于0.10％。
5.根据权利要求1一种无机粘结剂，其特征在于，所述白云石的碳酸镁含量的质量百分比不小于60％，含硫量质量百分比小于0.10％。
6.根据权利要求2一种无机粘结剂，其特征在于，所述钢铁烧结厂脱硫灰的重量份数为50份～65份，所述电厂脱硫灰的重量份数为20份～25份。
7.根据权利要求3一种无机粘结剂，其特征在于，所述聚丙酰胺的分子量为30000～50000。
8.权利要求1所述一种无机粘结剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1:称取各固体组分；
步骤S2:加水将所述固体组分溶制成浆。
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