一种提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种提钛尾渣‑钛石膏基泡沫混凝土及其制备方法，提钛尾渣‑钛石膏基泡沫混凝土由120～840重量份的提钛尾渣、120～840重量份的钛石膏、4～84重量份的Ⅰ类激发剂、0.67～17.87重量份的Ⅱ类激发剂、0.8～120重量份的促凝剂、20～178.7重量份的胶凝材料、0.4～5.9重量份的聚羧酸高效减水剂、10.7～32重量份的物理发泡泡沫和266～600重量份的水组成；制备方法是：按重量份配比取各原料，将提钛尾渣和钛石膏粉磨，将原料混合搅拌、加泡沫，经成型、养护，即制得。本发明专利技术提钛尾渣‑钛石膏基泡沫混凝土是一种低碳排放的轻质建材，适用作墙体保温隔热层及地暖保温层。

Titanium extraction tailings - titanium gypsum based foam concrete and its preparation method

The invention discloses a titanium tail slag titanium gypsum foamed concrete and its preparation method, and the titanium tail slag titanium gypsum base foam concrete consists of 120~840 weight portion of titanium tail slag, 120~840 weight copies of titanium gypsum, 4~84 types of activator, 0.67 to 17.87 weight, and 0.8 to 120 parts. The coagulant, 20 to 178.7 weight parts of cementitious material, 0.4 ~ 5.9 weight polycarboxylic acid superplasticizer, 10.7 to 32 weight physical foaming foam and 266~600 weight parts of water, are prepared by the weight ratio, and the titanium tail slag and titanium gypsum are grinded, and the raw materials are mixed and foamed. After forming, curing, that is made. The titanium tail slag titanium gypsum-based foamed concrete is a light building material with low carbon emission, and is suitable for wall insulation layer and ground heating insulation layer.

【技术实现步骤摘要】
一种提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土及其制备方法
本专利技术属于混凝土组合物及其制备，涉及一种提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土及其制备方法，本专利技术提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土是一种低碳排放的轻质建材，适用作墙体保温隔热层及地暖保温层。
技术介绍
随着房屋建设的发展，在一些夏热冬冷的地域，房屋外墙加装隔热保温层是降低能源消耗的首选。隔热层通常采用的是聚苯板材、挤塑板等有机类材料，但是有机类材料相比于无机材料耐高温性能差，防火性能将大打折扣。因此，发展具有节能、隔热、保温性能的无机隔热层是未来发展的一大趋势。泡沫混凝土是一种无机多孔轻质材料，具有轻质、保温隔热、隔音耐火、抗震等特性。具体制备过程一般是：由发泡机将发泡剂以机械方式进行充分的发泡，并将制成的泡沫加入到由硅钙质等材料、外加剂以及水制备好的浆料中，混合搅拌均匀后进行现浇工作或者模具成型，再采用相应的养护措施制备而成。其主要水化产物是水化硅酸钙凝胶和钙矾石等，水化产物之间相互搭接使泡沫混凝土具有强度。水泥通常被作为制备泡沫混凝土的原料，但是制备水泥所需能量多，原料之一的石灰石在经过高温处理后亦会释放出大量温室气体，即二氧化碳。与此同时，我国许多地方产生大量具有潜在胶凝性的工业废弃物，因找不到合理的处置办法而堆于料场。这样既占用土地资源也污染环境，对人体及自然环境亦有潜在威胁。针对上述问题，若将具有潜在水硬活性的工业废弃物经过处理后制备泡沫混凝土，既可在处理工业副产物同时也降低水泥生产量，对环境和经济都有益。提钛尾渣是氯化法制钛白工艺过程所生成的副产物。氯化法制钛白工艺以高钛矿渣为原料，每吨高钛矿渣经过高温碳化及低温选择性氯化过程后将产生0.8吨的提钛尾渣。提钛尾渣属于硅钙质废渣，成分与粒化高炉矿渣相近，其中的铝多以钙铝长石(C2AS)、铝酸钙(CA、CA2)和镁铝尖晶石(MA)形式存在，活性矿物硅酸钙含量低。但是其中TiO2和MgO含量较高，TiO2的存在会影响水泥基材料水化产物的形成，而MgO含量较高时容易形成水滑石，会使胶凝材料的安定性不良。因为上述缺陷，使提钛尾渣的利用困难，随着提钛工艺的进行、提钛尾渣的堆存量迅速增加。硫酸法制钛白工艺具有设备简单、原料丰富和易于操作等优点，但缺点是工艺流程长，副产物排量大。据统计，每生产1吨钛白粉产生8-10吨质量百分比为20％废硫酸、3-4吨硫酸亚铁和0.2-0.3吨残渣。废硫酸经回收仍有部分硫酸，为达到环保部门排污要求，加入石灰石或者生石灰以中和废酸，如此便得到含硫酸亚铁的副产物-钛石膏。钛石膏因其含铁量高(质量百分比含量约为12％)，露天堆放时硫酸亚铁易被氧化，其颜色偏红或者偏黄。钛石膏目前可作为钙源和铁源生产水泥，也用作水泥熟料缓凝剂，烧结制砖等，但因其地域限制并不能达到大量消耗的目的，大部分钛石膏仍堆于料场。堆存处理占用大量土地面积，并且经过雨水冲刷更易污染地下水源。更为严重的是由于其密度低、石膏颗粒小的特点，粉尘化现象尤为严重，污染环境。现有技术中，虽然有不少文献针对提钛尾渣、钛石膏这两类废弃物的处置问题分别做过探讨，但是还未见同时利用提钛尾渣和钛石膏这两大类废弃物制备泡沫混凝土的文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土及其制备方法。本专利技术同时利用提钛尾渣和钛石膏这两种废弃物来生产，并提供一种具有优良的保温隔热、防噪音、固废等基础特征的轻质建材——提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土及其制备方法。本专利技术的内容是：一种提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土，其特征是：由120～840重量份的提钛尾渣、120～840重量份的钛石膏、4～84重量份的Ⅰ类激发剂、0.67～17.87重量份的Ⅱ类激发剂、0.8～120重量份的促凝剂、20～178.7重量份的胶凝材料、0.4～5.9重量份的聚羧酸高效减水剂(生产提供企业及产品牌号可以是：上海通易建材有限公司的TYPC401型聚羧酸高效减水剂；河南新汉材料有限公司的XH-20型聚羧酸高效减水剂；上海胜阔建筑材料有限公司的SK016S型聚羧酸高效减水剂)、10.7～32重量份的物理发泡泡沫和266～600重量份的水组成；所述Ⅰ类激发剂是生石灰；所述Ⅱ类激发剂是硫酸钠；所述促凝剂为硫铝酸盐水泥(可以是42.5及其以上)；所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥(可以是42.5及其以上)。本专利技术的内容中：所述提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土较好的是：由120～715重量份的提钛尾渣、120～607重量份的钛石膏、4～48重量份的Ⅰ类激发剂、0.86～9.5重量份的Ⅱ类激发剂、8～48重量份的促凝剂、35～143重量份的胶凝材料、0.4～3.6重量份的聚羧酸高效减水剂、10.7～32重量份的物理发泡泡沫和266～600重量份的水组成。本专利技术的内容中：所述物理发泡泡沫是发泡剂与水按1：10的重量比混合并通过压缩空气或机械搅拌法制得的物理泡沫；所述发泡剂可以是动物蛋白发泡剂，发泡剂生产提供企业及产品牌号可以是：河南华泰新材股份有限公司：HTW-Q；河南华泰建材开发有限公司：HTQ-1；东莞市深海节能建材科技有限公司：SH-123。本专利技术的内容中：所述提钛尾渣的主要化学组成和重量百分比例为CaO26.10～29.87％、SiO224.80～25.90％、Al2O312.10-13.78％、MgO6.20～8.90％、TiO210.00～12.45％、Fe2O33.48～6.23％、Cl1.34～5.66％、SO31.30～2.52％，烧失量7.05-11.00％，且各组分之和为100％。本专利技术的内容中：所述的钛石膏的主要化学组成和重量百分比例为CaO27.45～28.96％，SO332.00～35.43％，Fe2O310.05～13.44％，SiO21.33～2.67％，TiO21.34～2.08％，Al2O30.90～1.05％，烧失量16.00～21.06％，且各组分之和为100％。本专利技术的内容中：所述提钛尾渣的中位粒径较好的为10～14μm，所述钛石膏的中位粒径较好的为16～19μm。本专利技术的另一内容是：一种提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土的制备方法，其特征是包括下列步骤：a、配料：按120～840重量份提钛尾渣、120～840重量份钛石膏、4～84重量份Ⅰ类激发剂、0.67～17.87重量份Ⅱ类激发剂、0.8～120重量份促凝剂、20～178.7重量份胶凝材料、0.4～5.9重量份聚羧酸高效减水剂(生产提供企业及产品牌号可以是：上海通易建材有限公司的TYPC401型聚羧酸高效减水剂；河南新汉材料有限公司的XH-20型聚羧酸高效减水剂；上海胜阔建筑材料有限公司的SK016S型聚羧酸高效减水剂)、10.7～32重量份物理发泡泡沫和266～600重量份水的重量份组成取各组分原料；所述Ⅰ类激发剂是生石灰；所述Ⅱ类激发剂是硫酸钠；所述促凝剂为硫铝酸盐水泥(可以是42.5及其以上)；所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥(可以是42.5及其以上)；b、粉磨：将提钛尾渣粉磨(可采用球磨机、振动磨、气流磨等现有技术中的设备进行粉磨)至中位粒径为10～14μm；将钛石膏粉磨(可采用普通大型球磨机或者行星式球磨机)至中位粒径为16～19μm；c、混合搅拌：将提钛尾渣、钛石膏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提钛尾渣‑钛石膏基泡沫混凝土，其特征是：由120～840重量份的提钛尾渣、120～840重量份的钛石膏、4～84重量份的Ⅰ类激发剂、0.67～17.87重量份的Ⅱ类激发剂、0.8～120重量份的促凝剂、20～178.7重量份的胶凝材料、0.4～5.9重量份的聚羧酸高效减水剂、10.7～32重量份的物理发泡泡沫和266～600重量份的水组成；所述Ⅰ类激发剂是生石灰；所述Ⅱ类激发剂是硫酸钠；所述促凝剂为硫铝酸盐水泥；所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥。

【技术特征摘要】
1.一种提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土，其特征是：由120～840重量份的提钛尾渣、120～840重量份的钛石膏、4～84重量份的Ⅰ类激发剂、0.67～17.87重量份的Ⅱ类激发剂、0.8～120重量份的促凝剂、20～178.7重量份的胶凝材料、0.4～5.9重量份的聚羧酸高效减水剂、10.7～32重量份的物理发泡泡沫和266～600重量份的水组成；所述Ⅰ类激发剂是生石灰；所述Ⅱ类激发剂是硫酸钠；所述促凝剂为硫铝酸盐水泥；所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥。2.按权利要求1所述提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土，其特征是：由120～715重量份的提钛尾渣、120～607重量份的钛石膏、4～48重量份的Ⅰ类激发剂、0.86～9.5重量份的Ⅱ类激发剂、8～48重量份的促凝剂、35～143重量份的胶凝材料、0.4～3.6重量份的聚羧酸高效减水剂、10.7～32重量份的物理发泡泡沫和266～600重量份的水组成。3.按权利要求1或2所述提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土，其特征是：所述物理发泡泡沫是发泡剂与水按1：10的重量比混合并通过压缩空气或机械搅拌法制得的物理泡沫。4.按权利要求1或2所述提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土，其特征是：所述提钛尾渣的主要化学组成和重量百分比例为CaO26.10～29.87%、SiO224.80～25.90%、Al2O312.10-13.78%、MgO6.20～8.90%、TiO210.00～12.45%、Fe2O33.48～6.23%、Cl1.34～5.66%、SO31.30～2.52%，烧失量7.05-11.00%。5.按权利要求1或2所述提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土，其特征是：所述的钛石膏的主要化学组成和重量百分比例为CaO27.45～28.96%，SO332.00～35.43%，Fe2O310.05～13.44%，SiO21.33～2.67%，TiO21.34～2.08%，Al2O30.90～1.05%，烧失量16.00～21.06%。6.按权利要求1或2所述提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土，其特征是：所述提钛尾渣的中位粒径为10～14μm，所述钛石膏的中位粒径为16～19μm。7.一种提钛尾渣-钛石膏基泡沫混凝土的制备方法，其特征是包括下列步骤：a、配料：按120～840重量份提钛尾渣、120～840重量份钛石膏、4～84重量份Ⅰ类激发剂、0.67～17.87重量份Ⅱ类激发剂、0.8～120重量份促凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：严云，张玖福，胡志华，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51