CN114620963A - 一种再生粉完全碳化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种再生粉完全碳化的方法，包括：S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉，S1中粉磨后的材料粒径小于20‑40微米的不少于50％，小于90‑120微米的不少于90％，S1中球磨机的球磨时间为15分钟‑6小时，将水泥石粉球磨成粉状，S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机，S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉。本发明可实现再生混凝土粉处置，经过碳化处理后的再生粉可以部分代替水泥，减少水泥用量且不明显降低再生混凝土的强度，另外可利用碳化再生粉制作碳化再生砖，大量消耗建筑垃圾。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种再生粉完全碳化的方法。
背景技术
当前建筑垃圾产量巨大，而且建筑垃圾只是被放错位置的可利用资源，目前其大部分用于填埋，不但污染环境，而且浪费资源，另外，气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁，在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，到目前为止，与二氧化碳分离相关的研究基本上全部集中在化学试剂吸收、物理过滤分离以及化石燃料的新型利用技术等方面，而CO2的固化封存研究主要集中在海洋封存、地质封存、植物吸收、微生物固碳、矿物封存，另外工业利用也是CO2封存的一种方式，工业利用实质上是将CO2作为反应物生产含碳化工产品,从而达到封存的目的，其中海洋封存投资大，而且大量的二氧化碳溶解在海水中，对海洋化境造成不利影响，海洋封存的另一个问题是溶解的CO2最终仍将回到大气中,因此这种方法看来也并非是一劳永逸的，工业利用从技术上看并不是一种理想的封存方案,因为在不同的工业流程当中,CO2的封存时间只有几天,最多几个月,然后会被再次降解为CO2,并排入大气，从总体来看这对减缓气候变化的并没有实质上的贡献，CO2矿化封存自1990年Seifritz首次在《Nature》提出以来，一直被认为是具有大规模CO2封存潜力及应用前景的减排技术，目前将二氧化碳应用于养护建筑材料制品的研究较多，且多应用于实际生产中。从上世纪中后期，人们就开始探索研究在制备建筑材料过程中利用钙与二氧化碳之间的碳化作用来提高水泥制品性能并吸收固定二氧化碳气体。目前CO2矿化封存的研究也比较火热。因此本文提出一种建筑再生粉完全碳化的方法，提高二氧化碳封存，另外，其碳化再生粉可以被循环利用，到目前为止，与其分离相关的研究基本上全部集中在化学试剂吸收、物理过滤分离以及化石燃料的新型利用技术等方面，而CO2的固化封存研究主要集中在海洋封存、地质封存油井封存、植物吸收、微生物固碳、矿物封存以及钙镁基固体废弃物的固化储存，本世纪关于CO2的减排和储存，国内外主要集中在将CO2储存在深海海底和地底，该封存技术不仅投资巨大，而且大量的二氧化碳溶解在海水中，造成海洋酸化，影响海底沉积岩层，对海洋生态环境有很大影响，由于地壳运动作用封存于海底和地质的二氧化碳气体可能会重新释放到大气中，难以实现永久封存，另外，现阶段也有大量研究人员在前人的基础上使用二氧化碳对建筑混凝土等进行碳化养护提高混凝土强度以及采用二氧化碳对再生骨料进行碳化达到加强骨料的目的，之后用于代替天然骨料，但目前这些研究大部分停留碳化养护提高混凝土强度以及如何提高二氧化碳的封存率，事实上再生骨料和再生粉经过碳化后，表面生成碳酸钙密封层，所以理论上二氧化碳封存率能达到40-50％，但实际上比这个更少，无法到达实用化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种再生粉完全碳化的方法，通过破碎粉磨处理过的建筑垃圾在高浓度二氧化碳、适宜的温度湿度下碳化，使再生粉吸收CO2并永久封存，以解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种再生粉完全碳化的方法，包括：
S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉；
S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉。
优选的，所述S1中粉磨后的材料粒径小于40微米的不少于50％，小于 90-120微米的不少于90％。
优选的，所述S1中球磨机的球磨时间为15分钟-6小时，将水泥石粉球磨成粉状。
优选的，所述S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机。
优选的，所述S2中温度为20±2℃，相对湿度为40-100±5％，二氧化碳浓度为20±3％。
优选的，所述S2中混凝土碳化试验箱的型号为CABR-HTX12型，所述二氧化碳为工业二氧化碳，其纯度为99％。
优选的，所述S2中二氧化碳的压强为0.1MPa，碳化龄期为1-12天。
优选的，所述二氧化碳碳化呈灰色的RP经碳化后变成了淡黄色的CRP。
本发明提供了一种再生粉完全碳化的方法。该再生粉完全碳化的方法具备以下有益效果：
(1)本发明为了利用二氧化碳完全快速碳化建筑再生粉，达到快速减少二氧化碳的目的，而研发一种完全快速碳化建筑再生粉方法，通过破碎粉磨处理过的建筑垃圾在高浓度二氧化碳、适宜的温度湿度下碳化，使再生粉吸收CO2以达到永久封存的目的，另外碳化之后的再生粉可循环利用；
(2)本发明提高的再生粉完全碳化的方法，实现了二氧化碳的封存处置，能比较快速以及大量封存二氧化碳，达到了实用化的程度；
(3)本发明提供的再生粉完全碳化的方法，实现了再生混凝土粉处置，经过碳化处理后的再生粉可以部分代替水泥，减少水泥用量且不明显降低再生混凝土的强度，另外可利用碳化再生粉制作碳化再生砖，大量消耗建筑垃圾；
(4)本发明提供的再生粉完全碳化的方法，采用球磨机粉磨废弃混凝土，球磨要求的颗粒粒径与水泥粒径相似，其较小的粒径增大了碳化的接触面积，加速了碳化进程，同时，较大的接触面积使更多的二氧化碳得到封存。
附图说明
图1为本发明实施例碳化前后的再生混凝土粉对比图；
图2为本实施例发明碳化再生混凝土粉的XRD图。
具体实施方式
实施例一
参见附图1-2，本发明提供的再生粉完全碳化的方法，包括如下步骤：
当球磨机球磨时间为15分钟，将水泥石粉球磨成粉状时，S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉，粉磨后的材料粒径小于20-40微米的不少于30％，小于90-120微米的不少于50％，粒径在这个范围内能更快的碳化以及吸收更多的二氧化碳，粒径越小碳化越快，碳化吸收封存的二氧化碳越多，因此，100微米粒径范围内最佳，S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机；
S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉，当温度为20±2℃，相对湿度为70±5％，二氧化碳浓度为 20±3％时，S2中混凝土碳化试验箱的型号为CABR-HTX12型，所述二氧化碳为工业二氧化碳，其纯度为99％，S2中二氧化碳的压强为0.1MPa，碳化龄期为12天，二氧化碳碳化呈灰色的RP经碳化后变成了淡黄色的CRP，再生混凝土在以上设定的碳化箱的参数以及碳化时间下接近完全碳化，表现在碳化后的混凝土再生粉的XRD衍射峰主要是碳酸钙，通过改变二氧化碳浓度、湿度、温度使再生粉能更快达到完全碳化，使用高炉烟气(例如燃烧煤所产生气体)作为二氧化碳来源进行碳化，即二氧化碳纯度不一定很高。
实施例二
本发明提供的再生粉完全碳化的方法，其包括如下步骤：
当球磨机球磨时间为1小时，将水泥石粉球磨成粉状时，S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉，粉磨后的材料粒径小于40微米的不少于40％，小于90-120微米的不少于70％，粒径在这个范围内能更快的碳化以及吸收更多的二氧化碳，粒径越小碳化越快，碳化吸收封存的二氧化碳越多，因此，100微米粒径范围内最佳，S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机；
S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉，当温度为20±2℃，相对湿度为40±5％，二氧化碳浓度为 20±3％时，S2中混凝土碳化试验箱的型号为CABR-HTX12型，所述二氧化碳为工业二氧化碳，其纯度为90％，S2中二氧化碳的压强为0.09MPa，碳化龄期为9天，二氧化碳碳化呈灰色的RP经碳化后变成了淡黄色的CRP，再生混凝土在以上设定的碳化箱的参数以及碳化时间下接近完全碳化，表现在碳化后的混凝土再生粉的XRD衍射峰主要是碳酸钙，通过改变二氧化碳浓度、湿度、温度使再生粉能更快达到完全碳化，使用高炉烟气(例如燃烧煤所产生气体) 作为二氧化碳来源进行碳化，即二氧化碳纯度不一定很高。
实施例三
本发明提供的再生粉完全碳化的方法，其包括如下步骤：
当球磨机球磨时间为2小时，将水泥石粉球磨成粉状时，S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉，粉磨后的材料粒径小于40微米的不少于50％，小于90-120微米的不少于85％，粒径在这个范围内能更快的碳化以及吸收更多的二氧化碳，粒径越小碳化越快，碳化吸收封存的二氧化碳越多，因此，100微米粒径范围内最佳，S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机；
S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉，当温度为20±2℃，相对湿度为50±5％，二氧化碳浓度为20±3％时，S2中混凝土碳化试验箱的型号为CABR-HTX12型，所述二氧化碳为工业二氧化碳，其纯度为80％，S2中二氧化碳的压强为0.08MPa，碳化龄期为7天，二氧化碳碳化呈灰色的RP经碳化后变成了淡黄色的CRP，再生混凝土在以上设定的碳化箱的参数以及碳化时间下接近完全碳化，表现在碳化后的混凝土再生粉的XRD衍射峰主要是碳酸钙，通过改变二氧化碳浓度、湿度、温度使再生粉能更快达到完全碳化，使用高炉烟气(例如燃烧煤所产生气体) 作为二氧化碳来源进行碳化，即二氧化碳纯度不一定很高。
实施例四
本发明提供的再生粉完全碳化的方法，其包括如下步骤：
当球磨机球磨时间为3小时，将水泥石粉球磨成粉状时，S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉，粉磨后的材料粒径小于40微米的不少于60％，小于90-120微米的不少于95％，粒径在这个范围内能更快的碳化以及吸收更多的二氧化碳，粒径越小碳化越快，碳化吸收封存的二氧化碳越多，因此，100微米粒径范围内最佳，S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机；
S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉，当温度为20±2℃，相对湿度为60±5％，二氧化碳浓度为 20±3％时，S2中混凝土碳化试验箱的型号为CABR-HTX12型，所述二氧化碳为工业二氧化碳，其纯度为70％，S2中二氧化碳的压强为0.07MPa，碳化龄期为5天，二氧化碳碳化呈灰色的RP经碳化后变成了淡黄色的CRP，再生混凝土在以上设定的碳化箱的参数以及碳化时间下接近完全碳化，表现在碳化后的混凝土再生粉的XRD衍射峰主要是碳酸钙，通过改变二氧化碳浓度、湿度、温度使再生粉能更快达到完全碳化，使用高炉烟气(例如燃烧煤所产生气体) 作为二氧化碳来源进行碳化，即二氧化碳纯度不一定很高。
实施例五
本发明提供的再生粉完全碳化的方法，其包括如下步骤：
当球磨机球磨时间为4小时，将水泥石粉球磨成粉状时，S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉，粉磨后的材料粒径小于40微米的不少于70％，小于90-120微米的不少于95％，粒径在这个范围内能更快的碳化以及吸收更多的二氧化碳，粒径越小碳化越快，碳化吸收封存的二氧化碳越多，因此，100微米粒径范围内最佳，S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机；
S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉，当温度为20±2℃，相对湿度为80±5％，二氧化碳浓度为 20±3％时，S2中混凝土碳化试验箱的型号为CABR-HTX12型，所述二氧化碳为工业二氧化碳，其纯度为60％，S2中二氧化碳的压强为0.06MPa，碳化龄期为3天，二氧化碳碳化呈灰色的RP经碳化后变成了淡黄色的CRP，再生混凝土在以上设定的碳化箱的参数以及碳化时间下接近完全碳化，表现在碳化后的混凝土再生粉的XRD衍射峰主要是碳酸钙，通过改变二氧化碳浓度、湿度、温度使再生粉能更快达到完全碳化，使用高炉烟气(例如燃烧煤所产生气体) 作为二氧化碳来源进行碳化，即二氧化碳纯度不一定很高。
实施例六
本发明提供的再生粉完全碳化的方法，其包括如下步骤：
当球磨机球磨时间为5小时，将水泥石粉球磨成粉状时，S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉，粉磨后的材料粒径小于40微米的不少于80％，小于90-120微米的不少于98％，粒径在这个范围内能更快的碳化以及吸收更多的二氧化碳，粒径越小碳化越快，碳化吸收封存的二氧化碳越多，因此，100微米粒径范围内最佳，S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机；
S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉，当温度为20±2℃，相对湿度为100±5％，二氧化碳浓度为 20±3％时，S2中混凝土碳化试验箱的型号为CABR-HTX12型，所述二氧化碳为工业二氧化碳，其纯度为50％，S2中二氧化碳的压强为0.04MPa，碳化龄期为2天，二氧化碳碳化呈灰色的RP经碳化后变成了淡黄色的CRP，再生混凝土在以上设定的碳化箱的参数以及碳化时间下接近完全碳化，表现在碳化后的混凝土再生粉的XRD衍射峰主要是碳酸钙，通过改变二氧化碳浓度、湿度、温度使再生粉能更快达到完全碳化，使用高炉烟气(例如燃烧煤所产生气体) 作为二氧化碳来源进行碳化，即二氧化碳纯度不一定很高。
实施例七
本发明提供的再生粉完全碳化的方法，其包括如下步骤：
当球磨机球磨时间为60分钟，将水泥石粉球磨成粉状时，S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉，粉磨后的材料粒径小于40微米的不少于85％，小于90-120微米的不少于98％，粒径在这个范围内能更快的碳化以及吸收更多的二氧化碳，粒径越小碳化越快，碳化吸收封存的二氧化碳越多，因此，100微米粒径范围内最佳，S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机；
S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉，当温度为20±2℃，相对湿度为40±5％，二氧化碳浓度为 20±3％时，S2中混凝土碳化试验箱的型号为CABR-HTX12型，所述二氧化碳为工业二氧化碳，其纯度为40％，S2中二氧化碳的压强为0.05MPa，碳化龄期为1天，二氧化碳碳化呈灰色的RP经碳化后变成了淡黄色的CRP，再生混凝土在以上设定的碳化箱的参数以及碳化时间下接近完全碳化，表现在碳化后的混凝土再生粉的XRD衍射峰主要是碳酸钙，通过改变二氧化碳浓度、湿度、温度使再生粉能更快达到完全碳化，使用高炉烟气(例如燃烧煤所产生气体) 作为二氧化碳来源进行碳化，即二氧化碳纯度不一定很高。
在本发明其他的实施例中，在上述记载的范围内，具体选择不同的组分、配比、工艺参数，均可以达到本发明记载的技术效果，故不再将其一一列出。
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 (8)
1.一种再生粉完全碳化的方法，包括如下步骤：
S1：原料预处理，将回收的废弃混凝土中的水泥石粉粉碎后用球磨机磨成细粉；
S2：碳化处理，将再生混凝土粉放入混凝土碳化试验箱进行碳化获得碳化再生混凝土粉。
2.根据权利要求1所述再生粉完全碳化的方法，其特征在于：所述S1中粉磨后的材料粒径小于40微米的不少于50％，小于90-120微米的不少于90％。
3.根据权利要求1所述再生粉完全碳化的方法，其特征在于：所述S1中球磨机的球磨时间为15分钟-6小时，将水泥石粉球磨成粉状。
4.根据权利要求1所述再生粉完全碳化的方法，其特征在于：所述S1中球磨机采用滚筒式球磨机或行星式球磨机。
5.根据权利要求1所述再生粉完全碳化的方法，其特征在于：所述S2中温度为20±2℃，相对湿度为40-100±5％，二氧化碳浓度为20±3％。
6.根据权利要求5所述再生粉完全碳化的方法，其特征在于：所述S2中混凝土碳化试验箱的型号为CABR-HTX12型，所述二氧化碳为工业二氧化碳，其纯度为99％。
7.根据权利要求1所述再生粉完全碳化的方法，其特征在于：所述S2中二氧化碳的压强为0.1MPa，碳化龄期为1-12天。
8.根据权利要求7所述再生粉完全碳化的方法，其特征在于：所述二氧化碳碳化呈灰色的RP经碳化后变成淡黄色的CRP。
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|---|---|---|---|---|
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