【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種活性膠凝材料，具體涉及一種以電解錳渣、赤泥、電石渣等工業(yè)固廢制備的活性膠凝材料，還涉及其制備方法，屬于固體廢物資源化利用。
技術(shù)介紹
1、電解錳是重要的冶金、化工原材料，廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)、建材工業(yè)、國防工業(yè)、電子工業(yè)以及環(huán)境保護(hù)和農(nóng)牧業(yè)。電解錳市場的需求促進(jìn)了電解金屬錳工業(yè)迅速發(fā)展。有科研人員針對(duì)電解錳渣堆存量大、環(huán)境污染與清潔利用難等重大問題，開展了錳渣滲濾液氨氮廢水處理、錳渣高溫?zé)Y(jié)建材化利用和錳渣庫環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等研究，取得了一定進(jìn)展，但是還面臨諸多問題：如錳渣多礦相緊密包裹共生，導(dǎo)致錳渣中錳等資源屬性元素?zé)o法深度浸出，資源浪費(fèi)嚴(yán)重；錳渣浸出液及渣場滲濾液中錳離子、氨(銨)及鎂離子資源化利用率低，環(huán)境污染嚴(yán)重，同時(shí)不同來源的污水深度凈化困難，導(dǎo)致水資源循環(huán)利用率不高；錳渣經(jīng)經(jīng)浸出工藝處理后產(chǎn)生的脫氨錳渣硅鈣比高，對(duì)后續(xù)資源化產(chǎn)品品質(zhì)造成較大不利影響，導(dǎo)致錳渣難以大規(guī)模資源化利用；由于錳渣場土壤黏性較大、重金屬及硫含量高，導(dǎo)致渣場生態(tài)功能恢復(fù)困難等。
2、文獻(xiàn)(“電解錳渣基活性膠凝材料的制備與性能研究”，陳曦等，中國恩菲工程技術(shù)有限公司，2024)公開通過采用電解錳渣原渣、脫硫錳渣和還原提鐵錳渣制備活性膠凝材料，并對(duì)比活性指數(shù)，結(jié)果表明電解錳活性較差，無法通過物理和化學(xué)激發(fā)的方法達(dá)到s75級(jí)礦渣粉標(biāo)準(zhǔn)；脫硫錳渣經(jīng)提高比表面積或配加激發(fā)劑混磨后可滿足s75礦渣粉的要求；還原提鐵錳渣具備良好的活性，粉磨后可直接用于水泥混合材等建材產(chǎn)品。文獻(xiàn)(“preparation?of?elec
3、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)的第一個(gè)目的在于提供一種電解錳渣基活性膠凝材料，該活性膠凝材料性能符合gb/t?18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉》s75礦渣粉的要求，可作為活性摻合料替代水泥作用于混凝土，以降低水泥的用量，實(shí)現(xiàn)電解錳渣資源化利用。
2、本專利技術(shù)的第二個(gè)目的在于提供一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，該方法原料全部采用固廢，固廢利用率高、成本低，且只需采用一步高溫煅燒，操作簡單，很好解決了經(jīng)浸出工藝處理后產(chǎn)生的脫氨錳渣由于硅鈣比高，對(duì)后續(xù)資源化產(chǎn)品品質(zhì)造成較大不利影響，導(dǎo)致錳渣難以大規(guī)模資源化利用的問題，且制備電解錳渣活性膠凝材料的過程符合hj?1241-2022《錳渣污染控制技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的要求，而所得電解錳渣活性膠凝材料產(chǎn)品性能符合gb/t?18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉》s75礦渣粉的要求。
3、為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供了一種電解錳渣基活性膠凝材料，其由以下原料經(jīng)過1080～1180℃高溫煅燒得到；所述原料包括電解錳渣、赤泥和電石渣。
4、本專利技術(shù)的電解錳渣基活性膠凝材料采用電解錳渣、赤泥和電石渣等原料全部為固廢材料，且獲得高附加值的活性膠凝材料，真正實(shí)現(xiàn)了固廢資源的資源化利用。電解錳渣基活性膠凝材料充分利用原料本身包含的各組分間的協(xié)同作用，無需額外添加其他組分：由于錳渣中鈣硅比例低(僅有0.64)、氨(銨)硫等組分含量高，導(dǎo)致脫氨錳渣高溫煅燒后活性低、氮氧化物、二氧化硫分離回收困難、活性膠凝材料性能差等問題而導(dǎo)致難以大規(guī)模資源化利用處理。考慮到電石渣主要化學(xué)成分為cao(67.87％)，可作為鈣基添加劑優(yōu)化混合物料的堿度結(jié)構(gòu)，在煅燒過程中促進(jìn)電解錳渣中殘氨(銨)的脫除脫除，同時(shí)調(diào)節(jié)原料的鈣硅比，克服電解錳渣鈣硅比例低(僅有0.64)的缺陷；但僅添加電石渣，電解錳渣煅燒后制備的活性膠凝材料仍存在三氧化硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高(主要以caso4形式存在)而導(dǎo)致活性膠凝材料性能不足問題，因此仍要尋找到一種改性劑來解決此問題，考慮到赤泥中包含主要化學(xué)成分之一為fe2o3(44.7％)，可作為鐵基改性劑，在高溫階段促進(jìn)電解錳渣中硫酸鈣的分解，實(shí)現(xiàn)電解錳渣的脫硫，產(chǎn)生高活性氧化鈣，同時(shí)赤泥中還包含大量的活性堿成分，可以作為激發(fā)劑成分。因此，將赤泥和電石渣搭配電解錳渣進(jìn)行高溫煅燒，能大幅提高電解錳渣的膠凝活性，有效地解決了錳渣浸出渣中硅鈣比例高、氨(銨)硫等組分含量高，導(dǎo)致錳渣難以大規(guī)模資源化利用處理，處理成本高、產(chǎn)品質(zhì)量低等技術(shù)難題。
5、作為一個(gè)優(yōu)選的方案，所述原料由以下質(zhì)量百分比組分組成：電解錳渣55％～60％，赤泥15％～20％，電石渣20％～30％。本專利技術(shù)的電解錳渣基活性膠凝材料中各組分原料按照上述優(yōu)選的配比要求進(jìn)行復(fù)配產(chǎn)品性能能夠達(dá)到gb/t18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》中s75礦渣粉的要求，若原料中電石渣含量占比低于20％，會(huì)導(dǎo)致煅燒后的電解錳渣基活性膠凝材料活性指數(shù)過低，無法達(dá)到gb/t?18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉》中s75礦渣粉要求的7d活性指數(shù)55％、28d活性指數(shù)75％的要求，因此優(yōu)選的電石渣的質(zhì)量百分比為20％～30％。若原料中赤泥含量占比低于15％時(shí)，則難以促進(jìn)電解錳渣中硫的深度脫除，則會(huì)導(dǎo)致煅燒后的電解錳渣重so3殘留量過高，無法達(dá)到gb/t?18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》中s75礦渣粉要求的≤4.0％、流動(dòng)度比≥95％，因此，赤泥的質(zhì)量百分比優(yōu)選為15％～20％。赤泥和電石渣二者含量過高均會(huì)影響到電解錳渣的消耗量，同時(shí)也會(huì)引起膠凝活性成分含量的降低。三者按照適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行搭配，能夠使得活性膠凝材料滿足gb/t?18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》中s75礦渣粉的要求。
6、本專利技術(shù)還提供了一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，該方法是將包括電解錳渣、赤泥和電石渣在內(nèi)的原料經(jīng)過烘干、破碎、混勻后，在1080～1180℃溫度下煅燒，煅燒產(chǎn)物經(jīng)過冷卻和研磨，即得。
7、本專利技術(shù)的電解錳渣基活性膠凝材料關(guān)鍵是在于將電解錳渣、赤泥和電石渣混合物在1080～1180℃的高溫下煅燒，充分利用赤泥和電石渣與電解錳渣中包含的組分發(fā)生高溫固相反應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)電解錳渣的深度脫氨(銨)和硫，同時(shí)提高電解錳渣的膠凝活性，如果煅燒溫度過低，會(huì)導(dǎo)致電解錳渣中未得到充分活化，其活性指數(shù)較低，且硫未得到深度脫除，達(dá)不到gb/t?18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種電解錳渣基活性膠凝材料，其特征在于：由以下原料經(jīng)過1080～1180℃高溫煅燒得到；所述原料包括電解錳渣、赤泥和電石渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料，其特征在于：所述原料由以下質(zhì)量百分比組分組成：電解錳渣55％～60％，赤泥15％～20％，電石渣20％～30％。
3.權(quán)利要求1或2所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，其特征在于：將包括電解錳渣、赤泥和電石渣在內(nèi)的原料經(jīng)過烘干、破碎、混勻后，在1080～1180℃溫度下煅燒，煅燒產(chǎn)物經(jīng)過冷卻和研磨，即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，其特征在于：所述烘干條件為：溫度為100～110℃，時(shí)間為12～36h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，其特征在于：所述破碎采用萬能粉碎機(jī)破碎方式，破碎條件為：轉(zhuǎn)速為20000～25000r/min，時(shí)間為2～10min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，其特征在于：所述混勻采用攪拌混合方式，攪拌混合的條件為：
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，其特征在于：所述煅燒的條件為：以5～15℃/min速率升溫至1080～1180℃，煅燒時(shí)間為30～60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，其特征在于：所述研磨以滿足顆粒粒度達(dá)到-200目。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電解錳渣基活性膠凝材料，其特征在于：由以下原料經(jīng)過1080～1180℃高溫煅燒得到；所述原料包括電解錳渣、赤泥和電石渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料，其特征在于：所述原料由以下質(zhì)量百分比組分組成：電解錳渣55％～60％，赤泥15％～20％，電石渣20％～30％。
3.權(quán)利要求1或2所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，其特征在于：將包括電解錳渣、赤泥和電石渣在內(nèi)的原料經(jīng)過烘干、破碎、混勻后，在1080～1180℃溫度下煅燒，煅燒產(chǎn)物經(jīng)過冷卻和研磨，即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解錳渣基活性膠凝材料的制備方法，其特征在于：所述烘干條件為：溫度為100～110℃，時(shí)間為12～36h。
5.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳躍輝，劉君，余志元，陳建湘，劉云，游志敏，李夢(mèng)珂，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湘潭大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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