CN116003012A

CN116003012A - 一种物理改性粉煤灰及其制备方法

Info

Publication number: CN116003012A
Application number: CN202211503602.XA
Authority: CN
Inventors: 孙志胜; 朱文尚; 马海军; 马兆模; 王行钦; 骆铭阳; 吴红安; 傅瀚葵; 邹昕妍
Original assignee: Xiamen Iso Standard Sand Co Ltd
Current assignee: Xiamen Iso Standard Sand Co Ltd
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2023-04-25
Also published as: WO2024114239A1

Abstract

本发明提供一种物理改性粉煤灰及其制备方法，其中，物理改性粉煤灰的玻璃微珠完好率≥80％，圆形度≥0.85，长径比≤1.30，颗粒粒度特征参数D50≤15.00μm，D90≤45.00μm。本发明通过自主研发的装备及配套制备方法，能耗大幅降低，制备出的物理改性粉煤灰玻璃微珠保持完好，粒径分布更加合理，更接近Fuller曲线，有利于提高堆积密度，降低需水量比，提高活性，显著提升粉煤灰产品内在品质，将该粉煤灰用于混凝土，有利于改善混凝土工作性能，提高混凝土质量和寿命。

Description

一种物理改性粉煤灰及其制备方法

技术领域

本发明涉及粉煤灰技术领域，特别涉及一种物理改性粉煤灰及其制备方法。

背景技术

粉煤灰是指火电厂沸腾煤粉炉烟道气体中收集的粉末。由于粉煤灰颗粒具有的形态效应、活性效应和微集料效应(俗称的“三大效应”)，广泛应用在水泥混凝土等工程中，一些地方甚至出现供不应求的局面。我国粉煤灰年产量在6亿吨左右，利用率在70％左右，还有一些粉煤灰由于颗粒太粗、活性低等原因无法应用，因此，通过研究物理改性粉煤灰提高其利用率是一种提高粉煤灰综合利用率的重要途径。

粉煤灰物理改性主要通过机械力粉磨的方式实现。粉煤灰目前粉磨主要采用球磨机，虽然可以降低细度，但研磨介质为钢球，强大的冲击力破坏粉煤灰玻璃微珠，粒径分布不合理，影响其用于水泥混凝土中作用发挥，且粉磨电耗高，因此在降低煤灰细度的同时改善粒径分布和颗粒形貌，提高粉煤灰活性，同时降低能耗至关重要。

发明内容

为了解决现有上述技术问题，本发明提供一种物理改性粉煤灰及其制备方法，能够显著提升粉煤灰产品内在品质，降低能耗，改善混凝土工作性能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种物理改性粉煤灰，所述粉煤灰玻璃微珠完好率≥80％。

其中，玻璃微珠完好率为物理改性后玻璃微珠含量与改性前玻璃微珠含量之比。玻璃微珠含量采用电子显微镜或光学显微镜测定。

本发明的有益效果在于：物理改性粉煤灰玻璃微珠最大限度保持完好，能提高强度活性指数，有利于降低粉煤灰需水量比，提高强度活性指数将该物理改性粉煤灰用于混凝土，有利于改善混凝土工作性能。

可选地，所述物理改性粉煤灰的圆形度≥0.85，长径比≤1.30。

其中，圆形度是与颗粒投影面积相等的圆的周长与颗粒投影的周长之比；长径比是颗粒投影最小外接矩形的长与宽之比。圆形度和长径比采用电子显微或光学显微镜测定并计算。

从上述描述可知，通过对粉煤灰的长径比和圆形度进行限定，改善粉煤灰颗粒形貌，能进一步降低需水量比，提升粉煤灰产品内在品质。

可选地，所述物理改性粉煤灰中的颗粒粒度特征参数D50≤15.00μm，D90≤45.00μm。

从上述描述可知，通过对粉煤灰粒径进行限定，使得粉煤灰粒径分布更加合理，更接近Fuller曲线，更好的颗粒形貌有助于进一步提高堆积密度，提高强度活性指数，从而进一步显著提升粉煤灰产品内在品质。

第二方面，本发明提供一种物理改性粉煤灰的制备方法，其制备方案采用新型节能型干法立式研磨机工艺系统对物料进行研磨，且研磨介质为刚玉球。

在此制备方法过程中，物理改性粉煤灰粉体颗粒表面光滑均匀，摩擦温升小、赋能少、表面能小，可减少粉体颗粒的团聚，易与其他粉体均匀混合；该制备方法能耗大幅降低，比球磨机粉磨电耗降低至少一半以上。

其中，第二方面所提供的一种物理改性粉煤灰的制备方法所对应的技术效果参照第一方面所提供的一种粉煤灰的相关描述。

附图说明

图1为本发明实施例涉及的开路工艺的示意图；

图2为本发明实施例涉及的闭路工艺的示意图；

【附图标记说明】

1、转子称；2、配料仓；3、提升机；4、空气斜槽；5、立式研磨机；6、螺旋铰刀称；7、成品库；8、收尘器；9、高效选粉机。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的一种物理改性粉煤灰，玻璃微珠完好率≥80％，有利于降低粉煤灰需水量比，将该物理改性粉煤灰用于混凝土，有利于改善混凝土工作性能。

同时，在本实施例中，物理改性粉煤灰圆形度≥0.85，长径比≤1.30，从而改善粉煤灰颗粒形貌，能进一步减少需水量比，改善粉煤灰产品内在品质。

对应的，在现有技术中，粉煤灰原灰在I级灰、Ⅱ级灰和Ⅲ级灰上的45μm方孔筛筛余量分别为≤12.0、≤30.0和≤45.0。而本实施例中经过物理改性的粉煤灰颗粒粒度特征参数D50≤15.00μm，D90≤45.00μm。由此，本实施例中的细度降低明显，同时采用中位粒径进行表征更加科学，粉煤灰细度更加适宜。

上述的一种物理改性粉煤灰的具体制备方法包括：

其制备方法采用新型干法节能型立式研磨机5对物料进行研磨，且研磨介质为刚玉球，能耗大幅降低。制备工艺采用开路或闭路两种方式。

开路工艺：粉煤灰原灰通过配料仓2经转子称1计量输送后，由提升机3、空气斜槽4输送至立式研磨机5进行研磨整形，合格产品通过螺旋铰刀称6输送后进入成品库7。工艺图如图1。

闭路工艺：粉煤灰原灰通过配料仓2经转子称1计量输送后，由提升机3、空气斜槽4输送至立式研磨机5进行研磨整形，产品通过螺旋铰刀称6输出至高效选粉机8选粉，之后通过收尘器9得到合格产品，合格产品经计量输送后进入成品库7，不合格产品返回磨内继续研磨整形。工艺图如图2。

实施例一

一种物理改性粉煤灰，玻璃微珠完好率90％，圆形度0.88，长径比1.25，颗粒粒度特征参数D50为10.59μm,D90为36.32μm。

具体制备方法见前面描述。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，对粉煤灰的限定参数不同。

一种物理改性粉煤灰，玻璃微珠完好率85％，圆形度0.87，长径比1.27，颗粒粒度特征参数D50为11.81μm,D90为43.53μm。

实施例三

一种物理改性粉煤灰，玻璃微珠完好率82％，圆形度0.86，长径比1.28，中位粒径D50为12.99μm,D90为42.24μm。

实施例四

一种物理改性粉煤灰，玻璃微珠完好率80％，圆形度0.85，长径比1.30，中位粒径D50为15.00μm,D90为45.00μm。

对比例一

对比例中与实施例一的区别在于，粉煤灰物理改性采用球磨机，玻璃微珠完好率62％，圆形度0.86，长径比1.28，中位粒径D50为12.03μm,D90为44.31μm。

对比例二

对比例中与实施例一的区别在于，粉煤灰物理改性采用球磨机，玻璃微珠完好率81％，圆形度0.82，长径比1.37，中位粒径D50为14.21μm,D90为44.23μm。

对比例三

对比例中与实施例一的区别在于，粉煤灰物理改性采用球磨机，玻璃微珠完好率82％，圆形度0.86，长径比1.29，中位粒径D50为15.72μm,D90为46.51μm。

上述实施例一至四与对比例一至三的产品性能如表1所示。

表1

由上表1可知，根据实施例一至四和对比例一可知，当物理改性粉煤灰玻璃微珠完好率≥80％时，其强度活性指数较高，且粉煤灰需水量比高。同理，根据实施例一至四和对比例二可知，当物理改性粉煤灰长径比和圆形度在限定范围内时，能进一步降低需水量比，提升粉煤灰产品内在品质。根据实施例一至四和对比例三可知，当物理改性粉煤灰粒径在限定范围内时，使得粉煤灰粒径分布更加合理，因此，能提高强度活性指数，从而进一步显著提升粉煤灰产品内在品质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种物理改性粉煤灰，其特征在于：所述粉煤灰经物理改性后玻璃微珠完好率≥80％。

2.根据权利要求1所述的一种物理改性粉煤灰，其特征在于：所述粉煤灰圆形度≥0.85，长径比≤1.30。

3.根据权利要求2所述的一种物理改性粉煤灰，其特征在于：所述粉煤灰颗粒粒度特征参数D50≤15.00μm，D90≤45.00μm。

4.一种物理改性粉煤灰的制备方法，其特征在于：其制备方法采用新型节能型干法立式研磨机工艺系统对物料进行研磨整形，且研磨介质为刚玉球，能耗大幅降低。