濕排粉煤灰的化學(xué)預(yù)處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種濕排粉煤灰的化學(xué)預(yù)處理方法，主要是在濕排粉煤灰中加入活化摻合料，經(jīng)過碾壓混合處理和靜置陳化處理，解決濕排粉煤灰火山灰活性較低和波動較大的缺點，使之能在筑路、建材等領(lǐng)域中得到大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用。另外，作為活化摻合料在濕排粉煤灰混合料中可直接摻用不經(jīng)烘干的化學(xué)石膏和電石渣，這樣不僅利用工業(yè)廢料，同時又大幅度降低濕排粉煤灰混合料的生產(chǎn)成本。（*該技術(shù)在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及到燃煤電廠濕排粉煤灰綜合利用的技術(shù)范疇，具體地講，涉及到。眾所周知，中國是一個燃煤發(fā)電大國，現(xiàn)在每年由電廠排放的粉煤灰渣總量高達1億噸/年，其中30％是干排粉煤灰，現(xiàn)已成功地應(yīng)用于商品混凝土和水泥生產(chǎn)中。另外70％為濕排粉煤灰，除少部分應(yīng)用于筑路混合料、粉煤灰磚等產(chǎn)品外，大部分濕排粉煤灰只得存放在儲灰場中。修建儲灰場耗資巨大，并且需要占據(jù)大片的土地。濕排粉煤灰在排入儲灰場后的沉積過程中，部分水分向地下滲透，造成地下水污染。并且，已沉積在儲灰場的粉煤灰表面層脫水后，其中的細灰易于隨風(fēng)揚起，從而造成周圍地區(qū)嚴(yán)重的大氣粉塵污染，破壞人類的生態(tài)環(huán)境。因此，開發(fā)擴大綜合利用濕排粉煤灰資源已得到各級政府的重視。粉煤灰屬于火山灰類活性物質(zhì)，當(dāng)粉煤灰所在體系中同時存在水分和氫氧化鈣的條件下，粉煤灰粒子的外表面層將首先水化，生成帶負電荷的鋁硅酸根陰離子團，吸附上由氫氧化鈣溶解生成的鈣離子，即完成了水熱反應(yīng)，在粉煤灰粒子周圍生成一層C-S-H凝膠，這種C-S-H凝膠具有水硬性，因而它是構(gòu)成筑路、建材領(lǐng)域產(chǎn)品強度的關(guān)鍵組分。學(xué)術(shù)界把粉煤灰參加水熱反應(yīng)的能力稱為火山灰活性。這就是濕排粉煤灰應(yīng)用于筑路用混合料和粉煤灰磚生產(chǎn)中的基本原理。利用濕排粉煤灰生產(chǎn)筑路混合料和粉煤灰磚是目前開發(fā)綜合利用濕排粉煤灰的主要途徑。例如，在現(xiàn)有的利用濕排粉煤灰為原料的筑路混合料中，其體積配方是碎石∶濕排粉煤灰∶石灰料＝3∶2∶1。這種預(yù)先在工廠拌合均勻的混合料，一般鋪在道路的基層，經(jīng)碾壓實后，上面再鋪瀝青路面，依靠濕排粉煤灰與石灰粉之間發(fā)生緩慢的水熱反應(yīng)，生成水硬性的C-S-H凝膠，使路基逐漸形成了一定的強度和抗水滲透能力。濕排粉煤灰在水的長期浸泡過程中，粉煤灰粒子表面層水化后帶負電荷，易于從外界吸附上其它雜質(zhì)類陽離子而鈍化，在以后利用濕排粉煤灰為原料生產(chǎn)筑路及建材產(chǎn)品過程中，遇到氫氧化鈣時發(fā)生水熱反應(yīng)的能力就會降低。因此，濕排粉煤灰的火山灰活性明顯低于同細度的干排粉煤灰。濕排粉煤灰主要是由三種不同細度組分的灰渣，即II級灰、III級灰和爐底灰組成的混合友。II級灰產(chǎn)自于電廠鍋爐煙氣，由電除塵器收集并由水沖入濕排粉煤灰中。II級灰主要是由粒徑1-100μm的球狀玻璃體微珠組成，其細度范圍是0.045mm方孔篩篩余12-20％，故II級灰是濕排粉煤灰中細度最高的組分，由于具有較高的比表面積，因而火山灰活性也最高。III級灰也產(chǎn)自于電廠鍋爐煙氣，由電除塵器收集并由水沖入濕排粉煤灰中。III級灰主要是由粒度較大的不規(guī)則玻璃體組成，細度范圍是0.045mm方孔篩篩余20-45％，因而其火山灰活性低于II級灰。爐底渣是電廠鍋爐已熔融的爐渣水淬后的產(chǎn)物，粒徑一般大于III級灰，因而火山灰活性最低。由于濕排粉煤灰中的II級灰、III級灰和爐底渣三者之間比例隨機變化相當(dāng)大，所以與干排粉煤灰相比，濕排粉煤灰的火山灰活性不僅比較低，而且波動也較大。這就是導(dǎo)致濕排粉煤灰在筑路和制磚等產(chǎn)品生產(chǎn)中出現(xiàn)質(zhì)量問題的重要因素，這也是濕排粉煤灰在筑路、建材等領(lǐng)域中未能大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用的根本原因。本專利技術(shù)的目的就是要提供一種，解決濕排粉煤灰火山灰活性較低和波動較大的缺點，使之能在筑路、建材等領(lǐng)域中得到大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用。實現(xiàn)本專利技術(shù)的濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理的具體步驟是1.活化摻合料的選用(1)石灰粉選用f-CaO＞60％、MgO＜5％、細度達到0.08mm方孔篩篩余＜10％、消解時間不超過5分鐘的快速建筑石灰粉。或是選用水分＜30％，干基中Ca(OH)2＞80％的電石渣來代替石灰粉。(2)石膏粉選用SO32-＞30％、細度達到0.08mm方孔篩篩余＜10％的天然二水石膏粉。或是選用水分＜30％、干基中SO32-＞30％的化學(xué)石膏，包括脫硫石膏、磷石膏、氟石膏、檸檬酸石膏來代替天然二水石膏粉。(3)晶種選用細度達到0.08mm方孔篩篩余＜10％的方解石粉作為晶種。或是采用白云石粉來代替方解石粉。2.濕排粉煤灰混合料的配料按下列配合比配制(重量)％濕排粉煤灰70-90；石灰粉5-20；天然二水石膏粉3-15；方解石粉1-10。水料比為0.2-0.4。3.碾壓混合處理把秤量好的各種原料和配料用水加入濕式輪碾混合機中進行碾壓混合處理，使物料得到均勻混合。4.靜置陳化處理把碾壓混合處理好的物料堆放到溫度為20-40℃、相對濕度＞50％的陳化倉中靜置3-5天，完成靜置陳化處理，制備出可用于配制筑路及制磚等建材制品原料中的濕排粉煤灰混合料。在濕排粉煤灰的化學(xué)預(yù)處理中，采用碾壓混合處理的原因是濕排粉煤灰中含有一部分較細的II級灰，另外，加入到濕排粉煤灰混合料中的活化摻合料也較細，并具有粘性。當(dāng)它們遇水后會自動結(jié)團，采用其它攪拌方式很難將這些料團打散，從而會影響物料混合的均勻性，采用濕式輪碾混合機則有利于碾碎這些料團，同時可趕走部分夾雜在物料中的氣體，從而使物料中不同原料的粒子之間得到較緊密的接觸，為水熱反應(yīng)提供較好的外部條件。由于物料處于松散堆放狀態(tài)，離子的遷移速度很低，靜置陳化過程有利于物料內(nèi)部進行水熱反應(yīng)，生成C-S-H凝膠，從而使?jié)衽欧勖夯业玫斤@著的改性，具體表現(xiàn)為外形不規(guī)則的粉煤灰粒子，在其棱角突出的部分，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷較大而聚集了較高的內(nèi)能，最易于被水化和發(fā)生水熱反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成C-S-H凝膠。也就是說，化學(xué)預(yù)處理過程可使粉煤灰粒子不規(guī)則的外形向球形化發(fā)展，可使物料的和易性、流動性及可塑性得到改善，有利于改善產(chǎn)品的成型工藝。此外，在濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理過程中，生成具有水硬性的C-S-H凝膠，有利于提高產(chǎn)品的強度。另外，在濕排粉煤灰混合料中可直接摻用不經(jīng)烘干的化學(xué)石膏和電石渣，這樣不僅利用工業(yè)廢料，同時又大幅度降低濕排粉煤灰混合料的生產(chǎn)成本。本專利技術(shù)的濕排粉煤灰混合料還適用于利用濕排粉煤灰為原料的蒸壓粉煤灰磚、免燒結(jié)粉煤灰磚、粉煤灰空心砌塊、粉煤灰鋪地磚、免燒結(jié)粉煤灰陶粒等建材制品的生產(chǎn)。實現(xiàn)本專利技術(shù)的濕排粉煤灰化學(xué)預(yù)處理的具體方法是首先選用f-CaO＞60％、MgO＜5％、細度達到0.08mm方孔篩篩余＜10％、消解時間不超過5分鐘的快速建筑石灰粉，SO32-＞30％、細度達到0.08mm方孔篩篩余＜10％的天然二水石膏和細度達到0.08mm方孔篩篩余＜10％的方解石作為濕排粉煤灰活化摻合料。摻合料選好后按下列配合比進行濕排粉煤灰混合料配料(重量)％濕排粉煤灰74-80；石灰粉7-15；二水石膏粉6-9；方解石粉2-4。水料比為0.2-0.4。把秤量好的各種原料和配料用水加入濕式輪碾混合機中進行碾壓混合處理，使物料得到均勻混合，最后把碾壓混合處理好的物料堆放到溫度為20-40℃、相對濕度＞50％的陳化倉中靜置3-5天，完成靜置陳化處理，制備出可用于配制筑路及制磚等建材制品原料中的濕排粉煤灰混合料。濕排粉煤灰混合料配料中的石灰粉可用水分＜30％、干基中Ca(OH)2＞80％的電石渣代替，二水石膏粉可用水分＜30％，干基中SO32-＞30％的化學(xué)石膏代替，方解石粉可用白云石粉代替。濕排粉煤灰混合料配料(重量)％實例1濕排粉煤灰80；石灰粉7；二水石膏粉7；方解石粉3。水料比為0.3。實例2濕排粉煤灰混合料配料(重量)％濕排粉煤灰74；電石渣15；脫硫石膏8；白云石粉3。水料比本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種濕排粉煤灰的化學(xué)預(yù)處理方法，其特征在于：首先選用石灰粉、石膏和晶種作為濕排粉煤灰的活化摻合料，然后進行濕排粉煤灰混合料的配料，把秤量好的各種原料和配料用水加入濕式輪碾混合機中進行碾壓混合處理，使物料得到均勻混合，最后把碾壓混合處理好的物料堆放到溫度為２０－４０℃、相對濕度＞５０％的陳化倉中靜置３－５天，完成靜置陳化處理，制備出可用于配制筑路及制磚等建材制品原料中的濕排粉煤灰混合料。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐爾昌，劉根宏，李成君，
申請(專利權(quán))人：徐爾昌，劉根宏，李成君，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]