CN114804693B - 一种固废复配型粉煤灰激发剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固废复配型粉煤灰激发剂及其应用，采用赤泥作为激发剂，充分利用赤泥中的碱激发粉煤灰中活性的氧化铝和二氧化硅，进而形成一种“铝‑氧‑硅酸盐四面体”三维网状聚合物，使Na+、K+被吸附在分子骨架中的Al周围，以平衡Al3+（四配位）所带的负电荷，该聚合物可以固化Na+离子。本发明公开的粉煤灰激发剂的生产成本低，可以有效封存、固化固废中有毒有害物质，此外，采用本发明公开的方法制备的建筑材料的强度高，用本发明公开的方法制备的路面砖，经第三方检测机构鉴定，抗压强度35Mpa，抗折强度4.1Mpa，有害元素未检测出，放射性达到了A类产品的标准，依据GB/T 28635‑2012完全满足C35路面砖的要求。

Description

一种固废复配型粉煤灰激发剂及其应用
技术领域
本发明属于建筑材料及工业固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种固废复配型粉煤灰激发剂及其应用。
背景技术
粉煤灰是指燃煤电厂中磨细煤粉在经燃煤锅炉高温燃烧，并发生一系列物理化学变化后从烟道排出，被收尘器收集下来的以玻璃相为主的细粒灰尘，也成为飞灰。粉煤灰中主要含有大量经焙烧后的活性三氧化二铝和二氧化硅。根据排灰工艺可分为湿灰和干灰。
目前对粉煤灰活性的激发主要有：(1)物理方法：粉煤灰的粉磨，分选和养护温度的控制；(2)化学方法：各类酸性激发、碱性激发、硫酸盐激发、氯盐外加剂。化学激发是相对简单有效的激发方法，只需直接加入少量外加剂，便能达到激发的目的。
专利号201711341447.5公布了一种复合型粉煤灰激发剂及应用，激发剂包括以下重量份数的成分：硅酸盐30-35份、硼酸盐3-5份、硫酸盐1-2份、磷酸盐3-5份、氢氧化物3-5份、卤素盐1-2份和木质素磺酸盐1-5份。该技术成分多，且成本高。
专利号201010161269.X公布了一种高效低等级粉煤灰激发剂的制备技术，是由三乙醇胺、乙二醇、氢氧化钾、硅酸钾、低分子量脂肪酸盐和水混合复配而得，各原料的质量百分比：三乙醇胺2-5％、乙二醇2-5％、氢氧化钾15-25％、硅酸钾20-30％、低分子量脂肪酸盐10-15％和水30-50％。该技术同样是成分多，且成本高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种固废复配型粉煤灰激发剂及其应用，具体包括以下内容：
一种固废复配型粉煤灰激发剂，按重量百分比计包括以下成分：拜耳法赤泥20-80％、烧结法赤泥20-80％。
具体地，所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的粒度均小于3cm。
具体地，所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的含水率均小于5％。
具体地，所述粉煤灰为氧化铝厂热电车间的干排灰。
一种固废复配型粉煤灰激发剂的应用，以粉煤灰、骨料和所述固废复配型粉煤灰激发剂为原料制备建筑材料。
具体地，所述建筑材料为路面砖、护坡石或路沿石。
具体地，所述建筑材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将所述固废复配型粉煤灰激发剂与粉煤灰按(3:10)-(7:10)的质量比混合均匀；
(2)将步骤(1)混合好的原料研磨至一定的细度；
(3)将步骤(2)处理后的原料与骨料按(1:1)-(1.6:1)的质量比混合，加入一定比例的水搅拌均匀，然后加压成型；
(4)将加压成型后的材料在一定温度下蒸养养护一段时间后，再在常温养护一段时间，即得到制备好的建筑材料。
具体地，所述步骤(2)中研磨方法为球磨；球磨后的原料要求可以全部通过60目筛子，通过100目筛子的剩余量不大于10％。
具体地，所述步骤(3)中的骨料为炉渣、河沙或粒径小于等于3mm的建筑垃圾；加入的水的量为原料和骨料总质量的5-15％；加压成型的压力为10-15MPa。
具体地，所述步骤(4)中蒸养养护的温度为70-80℃；蒸养养护时间为20-26h；常温养护的时间为20-30天。
本发明的有益效果：本发明公开了一种固废复配型粉煤灰激发剂及其应用，采用拜耳法赤泥和烧结法赤泥两种赤泥复配作为激发剂，拜耳法赤泥和烧结法赤泥中氧化钠和氧化钙等的成分有所不同，本发明公开方法充分利用了两种赤泥中的碱性物质，使其与粉煤灰中的氧化铝和二氧化硅等成分发生反应，激发粉煤灰中氧化铝和二氧化硅的活性，形成一种“铝-氧-硅酸盐四面体”三维网状聚合物，使Na+、K+被吸附在分子骨架中的Al周围，以平衡Al3+(四配位)所带的负电荷，该聚合物可以固化Na+离子。本发明公开的粉煤灰激发剂的生产成本低，可以有效封存、固化固废中有毒有害物质，此外，采用本发明公开的方法制备的建筑材料的强度高，用本发明公开的方法制备的路面砖，经第三方检测机构鉴定，抗压强度35Mpa，抗折强度4.1Mpa，有害元素未检测出，放射性达到了A类产品的标准，依据GB/T28635-2012完全满足C35路面砖的要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
实施例1
一种固废复配型粉煤灰激发剂，按重量百分比计包括以下成分：拜耳法赤泥20％、烧结法赤泥80％。所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的粒度均小于3cm。所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的含水率均小于5％。所述粉煤灰为氧化铝厂热电车间的干排灰。
实施例2
一种固废复配型粉煤灰激发剂，按重量百分比计包括以下成分：拜耳法赤泥30％、烧结法赤泥70％。所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的粒度均为1.5cm。所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的含水率均为4％。所述粉煤灰为氧化铝厂热电车间的干排灰。
实施例3
一种固废复配型粉煤灰激发剂，按重量百分比计包括以下成分：拜耳法赤泥80％、烧结法赤泥20％。所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的粒度均为2cm。所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的含水率均为3％。所述粉煤灰为氧化铝厂热电车间的干排灰。
实施例4
一种固废复配型粉煤灰激发剂，按重量百分比计包括以下成分：拜耳法赤泥50％、烧结法赤泥50％。所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的粒度均小于3cm。所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的含水率均小于5％。所述粉煤灰为氧化铝厂热电车间的干排灰。
实施例5
将153g拜耳法赤泥、112.2g烧结法赤泥、754.8g粉煤灰混匀，磨至一定细度(粒度通过100目筛子剩余量不超过10％)。然后将磨好的混合料与680g炉渣和255g的水搅拌均匀，再将搅拌好的料用15MPa的压力加压成型，成型后放入养护箱在80℃蒸养养护一天，养护好后再在常温下养护28天。经测试，7天抗折强度为3.8MPa，抗压强度为35MPa，28天抗折强度为4.2MPa，抗压强度为42MPa。
实施例6
将180g拜耳法赤泥、132g烧结法赤泥、888g粉煤灰混匀，加入球磨机，磨至一定细度(粒度通过100目筛子剩余量不超过10％)。然后将磨好的混合料与800g河沙和240g的水搅拌均匀，再将搅拌好的料用15MPa的压力加压成型，成型后放入养护箱在70℃蒸养养护一天，养护好后再在常温下养护28天。经测试，7天抗折强度为3.5MPa，抗压强度为28MPa，28天抗折强度为3.8MPa，抗压强度为37MPa。
实施例7
将270g拜耳法赤泥、90g烧结法赤泥、540g粉煤灰混匀，加入球磨机，磨至一定细度(粒度通过100目筛子剩余量不超过10％)，将建筑垃圾用破碎机破碎至3mm以下。然后将磨好的混合料与600g建筑垃圾和120g的水搅拌均匀，再将搅拌好的料用10MPa的压力加压成型，成型后放入养护箱在80℃蒸养养护一天，养护好后再在常温下养护28天。经测试，7天抗折强度为3.45MPa，抗压强度为27.6MPa，28天抗折强度为3.8MPa，抗压强度为35MPa。
实施例8
一种采用本发明公开的固废复配型粉煤灰激发剂制备建筑材料，包括以下步骤：
(1)将所述固废复配型粉煤灰激发剂与粉煤灰按(3:10)-(7:10)的质量比混合均匀；
(2)将步骤(1)混合好的原料研磨至一定的细度；研磨方法为球磨；球磨后的原料要求可以全部通过60目筛子，通过100目筛子的剩余量不大于10％；
(3)将步骤(2)处理后的原料与骨料按(1:1)-(1.6:1)的质量比混合，加入一定比例的水搅拌均匀，然后加压成型；所述骨料为炉渣、河沙或粒径小于等于3mm的建筑垃圾；加入的水的量为原料和骨料总质量的5-15％；加压成型的压力为10-15MPa；
(4)将加压成型后的材料在一定温度下蒸养养护一段时间后，再在常温养护一段时间，即得到制备好的建筑材料；所述蒸养养护的温度为70-80℃；蒸养养护时间为20-26h；常温养护的时间为20-30天。
在本发明公开的方法中，所述建筑材料可以是路面砖，也可以是护坡石、路沿石等其他建筑材料；所述步骤(1)固废复配型粉煤灰激发剂与粉煤灰的质量比可以是3:10、4:10、5:10、6:10、7:10等；所述步骤(3)中原料与骨料的质量比可以是1:1、1.2:1、1.5:1、1.6:1等，所述加水量可以是原料和骨料总质量的5％、7％、10％、12％、15％等，加压成型的压力可以为10MPa、12MPa、14MPa、15MPa等；所述步骤(4)中蒸养养护的温度可以为70℃、72℃、75℃、78℃、80℃等；蒸养养护时间可以为20h、22h、24h、26h等；常温养护的时间可以为20天、22天、24天、26天、28天、30天等。
在本发明公开的固废复配型粉煤灰激发剂中，采用拜耳法赤泥和烧结法赤泥两种赤泥复配作为激发剂，拜耳法赤泥和烧结法赤泥中氧化钠和氧化钙等的成分有所不同，本发明公开方法充分利用了两种赤泥中的碱性物质，使其与粉煤灰中的氧化铝和二氧化硅等成分发生反应，激发粉煤灰中氧化铝和二氧化硅的活性，形成一种“铝-氧-硅酸盐四面体”三维网状聚合物，使Na+、K+被吸附在分子骨架中的Al周围，以平衡Al3+(四配位)所带的负电荷，该聚合物可以固化Na+离子。
本发明公开的粉煤灰激发剂的生产成本低，可以有效封存、固化固废中有毒有害物质，此外，采用本发明公开的方法制备的建筑材料的强度高，用本发明公开的方法制备的路面砖，经第三方检测机构鉴定，抗压强度35Mpa，抗折强度4.1Mpa，有害元素未检测出，放射性达到了A类产品的标准，依据GB/T28635-2012完全满足C35路面砖的要求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种固废复配型粉煤灰激发剂的应用，其特征在于，以粉煤灰、骨料和固废复配型粉煤灰激发剂为原料制备建筑材料；所述固废复配型粉煤灰激发剂按重量百分比计包括以下成分：拜耳法赤泥20-80%、烧结法赤泥20-80%，所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的粒度均小于3cm，所述拜耳法赤泥和烧结法赤泥的含水率均小于5%；所述建筑材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将固废复配型粉煤灰激发剂与粉煤灰按（3:10）-（7:10）的质量比混合均匀；
（2）将步骤（1）混合好的原料研磨至一定的细度；
（3）将步骤（2）处理后的原料与骨料按（1:1）-（1.6:1）的质量比混合，加入一定比例的水搅拌均匀，然后加压成型；
（4）将加压成型后的材料在一定温度下蒸养养护一段时间后，再在常温养护一段时间，即得到制备好的建筑材料。
2.根据权利要求1所述的一种固废复配型粉煤灰激发剂的应用，其特征在于，所述粉煤灰为氧化铝厂热电车间的干排灰。
3.根据权利要求1所述的一种固废复配型粉煤灰激发剂的应用，其特征在于，所述建筑材料为路面砖、护坡石或路沿石。
4.根据权利要求1所述的一种固废复配型粉煤灰激发剂的应用，其特征在于，所述步骤（2）中研磨方法为球磨；球磨后的原料要求可以全部通过60目筛子，通过100目筛子的剩余量不大于10%。
5.根据权利要求1所述的一种固废复配型粉煤灰激发剂的应用，其特征在于，所述步骤（3）中的骨料为炉渣、河沙或粒径小于等于3mm的建筑垃圾；加入的水的量为原料和骨料总质量的5-15%；加压成型的压力为10-15MPa。
6.根据权利要求1所述的一种固废复配型粉煤灰激发剂的应用，其特征在于，所述步骤（4）中蒸养养护的温度为70-80℃；蒸养养护时间为20-26h；常温养护的时间为20-30天。
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CN101164925B (zh) * 2007-09-25 2010-08-04 中国铝业股份有限公司 烧结法赤泥、拜尔法赤泥混合筑坝方法
CN102336579B (zh) * 2010-07-26 2013-12-25 贵州省建筑材料科学研究设计院 一种利用赤泥生产高性能陶粒的方法
CN102409684B (zh) * 2011-08-04 2014-08-13 中国铝业股份有限公司 赤泥混合自凝干法堆场筑坝方法
CN103193403B (zh) * 2013-03-25 2016-01-13 中国矿业大学 高活性赤泥基混凝土掺合料制备方法
CN107352928B (zh) * 2017-07-19 2020-07-24 湖南云中再生科技股份有限公司 基于碱激发的赤泥-粉煤灰高强保温砌块及其制备方法
CN113149525A (zh) * 2021-04-13 2021-07-23 中铝山西新材料有限公司 一种粉煤灰和赤泥地质聚合物材料及其制备方法

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