CN116143435A - 一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料及其制备方法，拣选好煤矸石后先破碎，然后对煤矸石进行高温煅烧活化，形成煅烧活化料；对煅烧活化料进行细碎活化，形成比表面积为600～1000m²/kg的活化煤矸石料；煤矸石选择Al₂O₃与SiO₂的质量比大于等于0.28的黏土质煤矸石；将高钙原料干燥、清除表面杂质后粉碎，形成活性高钙料；按活化煤矸石料质量的5～50％添加活性高钙料后混磨均化；将混磨料投入陈化仓，陈化形成活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。3天活性达到95％，28天活性达到96％，流动性大幅提高，替代熟料用做水泥掺和料的掺量达到30～50％。

Description

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料及其制备方法

技术领域

本发明属于煤矸石的改性处理领域，涉及一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料及其制备方法。

背景技术

煤矸石是煤炭开采和洗选过程中剔除的固体废弃物。我国是产煤大国，煤矸石排放量巨大，其量约为煤产量的10-20％，至2022年我国煤矸石累计堆贮量超过70亿吨，且每年以1亿吨的数量增长。煤矸石大规模消纳和高值化综合利用是我国面临的严峻挑战。煅烧煤矸石做水泥的混合材料，是一种利用煤矸石的有效途径。由于煅烧煤矸石即水泥混合料活性不高(一般活性H₂₈＝70-80％)，同时早期强度低(活性H₃＝60-70％)、流动性差，用于生产标号为(PC42.5)水泥时，掺入量少(小于等于10％)，严重制约煤矸石在水泥工业上的资源化使用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料及其制备方法，以解决目前煅烧煤矸石做水泥的混合材料时，煅烧煤矸石活性低、早期强度低、流动性差、掺入量少的问题。

本发明实施例所采用的技术方案是：一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料，包含活化煤矸石料和活性高钙料。

进一步的，所述的活性高钙料采用活性石灰石料，活性石灰石料是活化煤矸石料质量的5～50％。

进一步的，所述的活化煤矸石料的比表面积为600～1000m²/kg，所述的活性高钙料的比表面积为500～600m²/kg。

进一步的，作为水泥混合料，用于制备PC42.5、PC52.5水泥。

本发明实施例所采用的另一技术方案是：一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，包括以下步骤：

拣选好煤矸石后先破碎，然后对煤矸石进行高温煅烧活化，形成煅烧活化料；

对煅烧活化料进行细碎活化，形成活化煤矸石料；

将高钙原料干燥、清除表面杂质后粉碎，形成活性高钙料；

按活化煤矸石料质量的5～50％添加活性高钙料后混磨均化；

将混磨料投入陈化仓，陈化形成活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

进一步的，煤矸石经破碎后在600～900℃煅烧3～6h，形成煅烧活化料。

进一步的，煤矸石选择Al₂O₃与SiO₂的质量比大于等于0.28的黏土质煤矸石，高钙原料中CaO质量百分比大于等于45％。

进一步的，采用的黏土质煤矸石的化学组成包括：SiO₂ 30～60％、Al₂O₃ 12～33％、Fe₂O₃1.9～10％、CaO 1～6％、MgO 0.1～3％、SO₃ 0.1～4％、K₂O 0.7～2％、Na₂O 0.5～2％，烧失量为8～22％，剩余组分为微量元素，质量百分比总和为100％。

进一步的，采用的高钙原料化学组成包括：SiO₂ 0.2～10％、Al₂O₃ 0.2～2.5％、Fe₂O₃0.1～2％、CaO 45～55％、MgO 0.1～2.5％，烧失量为36～43％，剩余组分为微量元素，质量百分比总和为100％。

进一步的，混合后在球磨机中混磨均化10～20分钟，混磨料在陈化仓中陈化12～24h，形成活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

本发明实施例的有益效果是：使煤矸石3天活性达到95％，和目前活化煤矸石3天活性H₃相比增加约50％；后期活性H₂₈达到96％，大幅度提高；高于纯活化煤矸石活性5～10％，流动性大幅提高；大量替代熟料用做水泥掺和料，掺量达到30～50％，优于掺粉煤灰及其它工业废渣水泥性能，强度、施工性能接近纯水泥性能。实现煤矸石利用资源化，无害化处理。并且可以大量取代目前水泥添加料矿粉和粉煤灰，节约资源，节能减碳，同时大幅度降低成本。解决了目前煅烧煤矸石做水泥的混合材料时，煅烧煤矸石活性低、早期强度低、流动性差、掺入量少的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

拣选好煤矸石后经破碎后在600～900℃煅烧3～6h进行高温煅烧活化；煤矸石煅烧后一方面其中的碳、有机物燃烧生成二氧化碳散发，使烧失量降低，另一方面煤矸石中的粘土矿物质脱水，分解形成具有较高活性的无定型的偏高岭土和二氧化硅(SiO₂)、三氧化二铝(Al₂O₃)，形成煅烧活化料；

对煅烧活化料进行细碎活化，研磨至比表面积为600～1000m²/kg，形成活化煤矸石料；

将高钙原料干燥、清除表面泥砂等杂质后粉碎至比表面积为500～600m²/kg，形成活性高钙料，高钙原料中CaO质量百分比大于等于45％；

按活化煤矸石料质量的5～50％中添加活性高钙料后混磨均化10～20分钟；

将混磨料投入陈化仓，陈化12～24h形成活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

煤矸石选择Al₂O₃与SiO₂的质量比大于等于0.28的黏土质煤矸石，去除石英石、菱铁矿、木屑、塑料及废钢筋等。

采用的黏土质煤矸石的化学组成包括：SiO₂ 30～60％、Al₂O₃ 12～33％、Fe₂O₃ 1.9～10％、CaO 1～6％、MgO 0.1～3％、SO₃ 0.1～4％、K₂O 0.7～2％、Na₂O 0.5～2％，烧失量为8～22％，剩余组分为微量元素，质量百分比总和为100％。

采用的高钙原料化学组成包括：SiO₂ 0.2～10％、Al₂O₃ 0.2～2.5％、Fe₂O₃ 0.1～2％、CaO45～55％、MgO 0.1～2.5％，烧失量为36～43％，剩余组分为微量元素，质量百分比总和为100％。

拣选好煤矸石后，先经粗碎至粒径小于等于20mm，再经中碎至粒径为3～5mm，最后经细碎至粒径小于等于1mm。

粗碎和中碎可以采用颚式破碎、反击式破碎、立式冲击式破碎、锤式破碎、辊式破碎、复合式破碎、双级破碎、旋回式破碎、移动式破碎等方式。细碎可采用柱磨、球磨、高压辊磨等方式。

在水泥水化时，本实施例的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料生成高密度C-A-S-H凝胶(水化硅铝酸钙凝胶)代替C-S-H凝胶。活化煤矸石和水泥中的铝酸盐均与石灰石中的CaCO₃反应生成碳铝酸钙，石灰石中方解石的存在有助于保持水化过程早期形成的AFt(钙矾石)相，此外活化煤矸石中的活性二氧化硅、三氧化二铝的反应以及碳铝酸盐的生成消耗大量的Ca(OH)₂，加速硅酸三钙(3CaO·SiO₂)的水化。同时激发煤矸石中的活性组分二氧化硅、三氧化二铝形成主导强度的水化硅酸钙及起旱强作用的水化铝酸钙。

实施例2

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，包括以下步骤：

拣选好煤矸石经颚式破碎机粗碎至粒径小于等于20mm、锤式破碎机中碎至3～5mm、球磨机细碎至粒径小于等于1mm后，在煅烧窑炉煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为3h，冷却至常温，采用的煤矸石的主要化学组成包括：SiO₂ 54.6％、Al₂O₃ 15.8％、Fe₂O₃5.8％、CaO 3.7％、MgO 1.8％、SO₃ 0.3％、K₂O 1％、Na₂O 1.1％、烧失量15.9％；

对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为600m²/kg，形成活化煤矸石料；

石灰石经干燥、清除泥砂等杂质后粉碎至比表面积为500m²/kg，形成活性石灰石料，采用的石灰石的主要化学组成包括：SiO₂ 10％、Al₂O₃ 2.06％、Fe₂O₃ 1.88％、CaO45.9％、MgO 2.43％、烧失量36％；

按照活化煤矸石料质量的5％添加活性石灰石料，在球磨机中混磨均化20分钟；

将混磨料投入陈化仓，陈化12h形成煤矸石活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

按照水泥：活性煤矸石早强混合料及流动性调整料＝7:3质量比配制煤矸石水泥胶凝材料，测定其3天胶砂强度和3天活性指数(H₃＝R_3d矸石/R_3d水泥×100)及流动性。活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的活性检测方法参照GB/T1596-2017，具体采用下式计算：

H＝R矸石/R水泥×100；

式中，H为检测样强度活性指数(％)，R矸石为活性煤矸石胶砂抗压强度(MPa)，R水泥为水泥胶砂抗压强度(MPa)。

如表1所示，本实施例的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的3天抗压强度达到26.5MPa，3天活性达到80％，初始流动度达到152，经时流动度达到125。

表1实施例2制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料性能数据

实施例3

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，包括以下步骤：

拣选好煤矸石经颚式破碎机粗碎至粒径小于等于20mm、锤式破碎机中碎至3～5mm、球磨机细碎至粒径小于等于1mm后，在煅烧窑炉煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为6h，冷却至常温，采用的煤矸石的主要化学组成包括：SiO₂ 59.9％、Al₂O₃ 21％、Fe₂O₃3.5％、CaO 1％、MgO 0.3％、SO₃ 2.4％、K₂O 2％、Na₂O 1.8％、烧失量8％；

对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为650m²/kg，形成活化煤矸石料；

石灰石经干燥、清除泥砂等杂质后粉碎至比表面积为550m²/kg，形成活性石灰石料，采用的石灰石的主要化学组成包括：SiO₂ 1.18％、Al₂O₃ 2.5％、Fe₂O₃ 1.58％、CaO53％、MgO 0.14％，烧失量41.6％；

按照活化煤矸石料质量的10％添加活性石灰石料，在球磨机中混磨均化15分钟；

将混磨料投入陈化仓，陈化18h形成活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

按照水泥：活性煤矸石早强混合料及流动性调整料＝7:3的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料并测定其性能，如表2所示，3天抗压强度达到26.8MPa，3天活性达到81％，初始流动度达到155，经时流动度达到136。

表2实施例3制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料性能数据

实施例4

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，包括以下步骤：

拣选好煤矸石经颚式破碎机粗碎至粒径小于等于20mm、锤式破碎机中碎至3～5mm、球磨机细碎至粒径小于等于1mm后，在煅烧窑炉煅烧，煅烧温度为750℃，煅烧时间为5h，冷却至常温，采用的煤矸石的主要化学组成包括：SiO₂ 45.43％、Al₂O₃ 22.95％、Fe₂O₃1.97％、CaO 2.53％、MgO 0.4％、SO₃ 2.03％、K₂O 1.3％、Na₂O 1.39％、烧失量22％；

对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为780m²/kg，形成活化煤矸石料；

石灰石经干燥、清除泥砂等杂质后粉碎至比表面积为560m²/kg，形成活性石灰石料，采用的石灰石的主要化学组成包括：SiO₂ 4.4％、Al₂O₃ 0.95％、Fe₂O₃ 2％、CaO 51.3％、MgO 1.3％、烧失量为40％；

按照活化煤矸石料质量的15％添加活性石灰石料，在球磨机中混磨均化20分钟；

将混磨料投入陈化仓，陈化24h形成煤矸石活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

按照水泥：活性煤矸石早强混合料及流动性调整料＝7:3的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料并测定其性能，如表3所示，3天抗压强度达到27.5MPa，3天活性达到83％，初始流动度达到158，经时流动度达到137。

表3 实施例4制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料性能数据

实施例5

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，包括以下步骤：

拣选好煤矸石经颚式破碎机粗碎至粒径小于等于20mm、锤式破碎机中碎至3～5mm、球磨机细碎至粒径小于等于1mm后，在煅烧窑炉煅烧，煅烧温度为780℃，煅烧时间为4h，冷却至常温，采用的煤矸石的主要化学组成包括：SiO₂ 54.26％、Al₂O₃ 20.38％、Fe₂O₃3.6％、CaO 3.77％、MgO 0.21％、SO₃ 0.1％、K₂O 2.0％、Na₂O 1％、烧失量为14.40％；

对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为800m²/kg，形成活化煤矸石料；

石灰石经干燥、清除泥砂等杂质后粉碎至比表面积为560m²/kg，形成活性石灰石料，采用的石灰石的主要化学组成包括：SiO₂ 0.2％、Al₂O₃ 0.86％、Fe₂O₃ 0.1％、CaO 55％、MgO 0.76％，烧失量为43％；

按照活化煤矸石料质量的30％添加活性石灰石料，在球磨机中混磨均化15分钟；

将混磨料投入陈化仓，陈化20h形成煤矸石活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

按照水泥：活性煤矸石早强混合料及流动性调整料＝7:3的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料并测定其性能，如表4所示，3天抗压强度达到29.5MPa，3天活性达到89％，初始流动度达到196，经时流动度达到170。

表4 实施例5制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料性能数据

实施例6

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，包括以下步骤：

拣选好煤矸石经颚式破碎机粗碎至粒径小于等于20mm、锤式破碎机中碎至3～5mm、球磨机细碎至粒径小于等于1mm后，在煅烧窑炉煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为6h，冷却至常温，采用的煤矸石的主要化学组成为：SiO₂ 52.56％、Al₂O₃ 20.43％、Fe₂O₃5.73％、CaO 1.37％、MgO 0.1％、SO₃ 0.60％、K₂O 1.7％、Na₂O 1.13％、烧失量为16.13％；

对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为900m²/kg，形成活化煤矸石料；

石灰石经干燥、清除泥砂等杂质后粉碎至比表面积为580m²/kg，形成活性石灰石料，采用的石灰石的主要化学组成为：SiO₂ 1.9％、Al₂O₃ 0.2％、Fe₂O₃ 1.58％、CaO 53.5％、MgO 0.74％、烧失量为42％；

按照活化煤矸石料质量的50％添加活性石灰石料，在球磨机中混磨均化10分钟；

将混磨料投入陈化仓，陈化24h形成煤矸石活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

按照水泥：活性煤矸石早强混合料及流动性调整料＝7:3的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料并测定其性能，如表5所示，3天抗压强度达到31.4MPa，3天活性达到95％，初始流动度达到221，经时流动度达到201。

表5实施例6制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料性能数据

实施例7

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，包括以下步骤：

拣选好煤矸石经颚式破碎机粗碎至粒径小于等于20mm、锤式破碎机中碎至3～5mm、球磨机细碎至粒径小于等于1mm后，在煅烧窑炉煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为6h，冷却至常温，采用的煤矸石的主要化学组成为：SiO₂ 30.61％、Al₂O₃ 21.2％、Fe₂O₃10％、CaO 6％、MgO 3％、SO₃ 3.92％、K₂O 1.67％、Na₂O 2.0％、烧失量为21.58％；

对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为1000m²/kg，形成活化煤矸石料；

石灰石经干燥、清除泥砂等杂质后粉碎至比表面积为600m²/kg，形成活性石灰石料，采用的石灰石的主要化学组成为：SiO₂ 0.2％、Al₂O₃ 0.86％、Fe₂O₃ 0.1％、CaO 55％、MgO0.76％，烧失量为43％；

按照活化煤矸石料质量的50％添加活性石灰石料，在球磨机中混磨均化10分钟；

将混磨料投入陈化仓，陈化24h形成煤矸石活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

按照水泥：活性煤矸石早强混合料及流动性调整料＝7:3的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料并测定其性能，如表6所示，3天抗压强度达到31.1MPa，3天活性达到94％，初始流动度达到219，经时流动度达到196。

表6实施例7制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料性能数据

实施例8

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，包括以下步骤：

拣选好煤矸石经颚式破碎机粗碎至粒径小于等于20mm、锤式破碎机中碎至3～5mm、球磨机细碎至粒径小于等于1mm后，在煅烧窑炉煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为6h，冷却至常温，采用的煤矸石的主要化学组成为：SiO₂ 50.3％、Al₂O₃ 32.20％、Fe₂O₃2.66％、CaO 1.1％、MgO 1.5％、SO₃ 0.80％、K₂O 0.7％、Na₂O 0.5％、烧失量为10.1％；

对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为900m²/kg，形成活化煤矸石料；

石灰石经干燥、清除泥砂等杂质后粉碎至比表面积为600m²/kg，形成活性石灰石料，采用的石灰石的主要化学组成为：SiO₂ 0.2％、Al₂O₃ 0.86％、Fe₂O₃ 0.1％、CaO 55％、MgO0.76％，烧失量为43％；

按照活化煤矸石料质量的50％添加活性石灰石料，在球磨机中混磨均化10分钟；

将混磨料投入陈化仓，陈化24h形成煤矸石活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

按照水泥：活性煤矸石早强混合料及流动性调整料＝7:3的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料并测定其性能，如表7所示，3天抗压强度达到30.7MPa，3天活性达到93％，初始流动度达到218，经时流动度达到194。

表7实施例8制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料性能数据

实施例9

一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，包括以下步骤：

拣选好煤矸石经颚式破碎机粗碎至粒径小于等于20mm、锤式破碎机中碎至3～5mm、球磨机细碎至粒径小于等于1mm后，在煅烧窑炉煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为6h，冷却至常温，采用的煤矸石的主要化学组成为：SiO₂ 56％、Al₂O₃ 12.9％、Fe₂O₃ 5.8％、CaO 4.5％、MgO 1.9％、SO₃ 0.5％、K₂O 0.8％、Na₂O 1.0％，烧失量为16.5％；

对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为900m²/kg，形成活化煤矸石料；

石灰石经干燥、清除泥砂等杂质后粉碎至比表面积为600m²/kg，形成活性石灰石料；采用的石灰石的主要化学组成为：SiO₂ 0.2％、Al₂O₃ 0.86％、Fe₂O₃ 0.1％、CaO 55％、MgO0.76％，烧失量为43％；

按照活化煤矸石料质量的50％添加活性石灰石料，在球磨机中混磨均化20分钟；

将混磨料投入陈化仓，陈化20h形成煤矸石活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

按照水泥：活性煤矸石早强混合料及流动性调整料＝7:3的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料并测定其性能，如表8所示，3天抗压强度达到22.4MPa，3天活性68％，初始流动度达到218，经时流动度达到195。

表8实施例9制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料性能数据

实施例10

该实施例与实施例6不同的是：对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为800m²/kg，形成活化煤矸石料。

按照水泥：活化煤矸石料＝7:3的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料，石灰石无添加，并测定其性能，如表9所示，3天抗压强度为23.2MPa，3天活性为70％，初始流动度为119，经时流动性为不流动。

表9实施例10制备的活化煤矸石料性能数据

实施例11

该实施例与实施例6不同的是：对煅烧活化料采用球磨机研磨至比表面积为600m²/kg，形成活化煤矸石料。

按照水泥：活化煤矸石料＝7:3的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料，石灰石无添加，并测定其性能，如表10所示，3天抗压强度为22.9MPa，3天活性为69％，初始流动度为122，经时流动性为不流动。

表10实施例11制备的活化煤矸石料性能数据

实施例12

该实施例与实施例6不同的是：按照水泥：活性煤矸石早强混合料及流动性调整料＝5:5的质量比配制煤矸石水泥胶凝材料，其性能如表11所示，3天抗压强度为22.5MPa，3天活性为68％，初始流动度为216，经时流动度为206。

表11实施例12制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料性能数据

从表1～7可以看出，掺加石灰石活性料后，活化煤矸石料的3天强度(提高30～50％)、3天活性(提高至80～95％)和流动性大幅提高。实施例9中煤矸石的Al₂O₃与SiO₂的质量比为0.23，小于0.28，3天、28天活性明显降低。实施例10采用活化煤矸石比表面积为800m²/kg、石灰石无添加，实施例11采用活化煤矸石比表面积为600m²/kg、石灰石无添加，经时流动度不流动，3天强度、活性降低。实施例12中活性煤矸石早强混合料及流动性调整料掺量为50％时性能满足国标pc42.5要求。

本发明实施例制备的活性煤矸石早强混合料及流动性调整料，适应于早期强度要求较高的水泥掺合料，为获得较高的早期强度，一般加入早强剂，化工类早强剂容易引起碱集料反应、钢筋锈蚀、长期强度倒缩影响混凝土的耐久性，本发明采用无机材料不但能形成高活性水泥早强混合材而且不影响水泥的后期强度及耐久性。通常情况，活化混合材的加入严重影响水泥的流动性，一般情况下处理方法是减少掺量或降低掺配混合料细度，降低混合料活性，使整体混合料掺配量降低。本发明实施例方法简单，适用于水泥、墙体材料等行业。若做水泥混合材料，其掺加量不低于20％，水泥标号为PC42.5、PC52.5的强度、流动性、凝结时间等水泥性能正常。目前，每吨熟料成本约200-260元，目前水泥添加料中，粒化高炉矿渣活性矿粉每吨市场价约400元，活性粉煤灰每吨约100-120元，高岭土每吨300元以上。含高岭土98％的煤矸石是高岭土资源，本发明实施例完全利用劣质煤矸石固废原料。由于本发明实施例的处理方法简单，每吨煤矸石的处理费用仅几十元钱，将大幅度地降低水泥成本。并且可以有效的节省矿渣、粉煤灰等资源。每吨水泥熟料二氧化碳排量860kg，按20％替代熟料，每吨可减碳排放172kg，年产100万吨熟料生产线可减排二氧化碳17.2万吨，按目前市场交易价，碳汇交易约800-900万。以取代粒化高炉矿渣为例，吨水泥成本将降低15-20元，一个年产100万吨水泥的小厂，每年可净增利润1500-2000万元。我国的煤矿分布较广，水泥工厂遍布全国各地。这将为水泥厂带来可观的经济效益，而且大批量的利用煤矸石，有效地治理了环境污染，腾出或少占大量农田，具有很好的社会效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料，其特征在于，包含活化煤矸石料和活性高钙料。

2.根据权利要求1所述的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料，其特征在于，所述的活性高钙料采用活性石灰石料，活性石灰石料是活化煤矸石料质量的5～50％。

3.根据权利要求1所述的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料，其特征在于，所述的活化煤矸石料的比表面积为600～1000m²/kg，所述的活性高钙料的比表面积为500～600m²/kg。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料，其特征在于，作为水泥混合料，用于制备PC42.5、PC52.5水泥。

5.如权利要求1～4任一项所述的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

拣选好煤矸石后先破碎，然后对煤矸石进行高温煅烧活化，形成煅烧活化料；

对煅烧活化料进行细碎活化，形成活化煤矸石料；

将高钙原料干燥、清除表面杂质后粉碎，形成活性高钙料；

按活化煤矸石料质量的5～50％添加活性高钙料后混磨均化；

将混磨料投入陈化仓，陈化形成活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

6.根据权利要求5所述的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，其特征在于，煤矸石经破碎后在600～900℃煅烧3～6h，形成煅烧活化料。

7.根据权利要求5所述的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，其特征在于，煤矸石选择Al₂O₃与SiO₂的质量比大于等于0.28的黏土质煤矸石，高钙原料中CaO质量百分比大于等于45％。

8.根据权利要求7所述的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，其特征在于，采用的黏土质煤矸石的化学组成包括：SiO₂ 30～60％、Al₂O₃ 12～33％、Fe₂O₃1.9～10％、CaO 1～6％、MgO 0.1～3％、SO₃ 0.1～4％、K₂O 0.7～2％、Na₂O 0.5～2％，烧失量为8～22％，剩余组分为微量元素，质量百分比总和为100％。

9.根据权利要求5所述的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，其特征在于，采用的高钙原料化学组成包括：SiO₂ 0.2～10％、Al₂O₃ 0.2～2.5％、Fe₂O₃ 0.1～2％、CaO 45～55％、MgO 0.1～2.5％，烧失量为36～43％，剩余组分为微量元素，质量百分比总和为100％。

10.根据权利要求5所述的一种活性煤矸石早强混合料及流动性调整料的制备方法，其特征在于，混合后在球磨机中混磨均化10～20分钟，混磨料在陈化仓中陈化12～24h，形成活性煤矸石早强混合料及流动性调整料。

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