电导率可调控碱激发燃煤固硫灰基胶凝材料的制备制造技术

本发明专利技术公开了一种电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料的制备方法,将循环流化床燃煤固硫灰、炭黑和九水硅酸钠水溶液放入搅拌装置中进行拌合，经过模具成型、养护，得到电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料,其中,九水硅酸钠、炭黑以及水的掺量分别是循环流化床燃煤固硫灰质量的18％、1.5％～4.5％和64％～78％；制备的电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料28d养护龄期稳定的电导率介于0.0104～0.4386(S/m)之间；小于28d养护龄期时，其电导率随养护龄期的延长而变化，28d养护龄期后，电导率不随龄期的增长而发生变化。该方法成本低廉，工艺简单、整个制备过程无三废排放，是循环流化床燃煤固硫灰高附加值利用的新途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机硅酸盐固体废弃物资源化利用领域，具体涉及电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体胶凝材料的制备方法。
技术介绍
循环流化床燃煤技术是一种能有效控制燃煤过程中SO2和NOX排放的清洁燃煤技术[1]。该技术是指当煤在850℃～900℃的流化床锅炉内燃烧时，喷入一定量固硫剂(一般为石灰石)固化高硫煤中的硫，煤在循环流化床锅炉中燃烧后产生的固体废弃物，包括从烟道收集到的固硫灰和炉底排出的固硫渣。据报道，我国每年固硫灰及渣的排放量约为0.8～1.5亿吨[1]，但由于其碳含量及硫含量高、活性成分低等原因其利用受到很多的限制，目前固硫灰资源化利用途径主要有：固硫灰物理余热利用、填埋利用、建材资源化利用、农业利用、化工利用、废水处理等[2-5]。近年来，利用固硫灰来制备碱激发固硫灰基地质聚合物，已经成为研究的热点。霍林[6]等人对固硫灰的组成、结构及特性进行了分析，综述了固硫灰制备地聚合物的研究进展，分析了影响其制备和性能的关键性因素。夏艳晴[7]等人对化学激发固硫灰胶凝材料的早期水化活性进行了研究，结果表明：不同种类激发剂的早期活性顺序为：生石灰＞水玻璃＞三乙醇胺＞Na2SO4。姚妮娜[8，9]等人报道了NaOH激发固硫灰胶凝材料的微观结构，发现凝胶中的细小晶体可能是沸石和石灰石的混合物；王海龙[10-12]等以固硫灰和偏高岭土为原材料，以水玻璃为碱激发剂制备出抗压强度理想的地聚合物。徐中慧[13]等人报道了固硫灰基地聚合物固化含铬污泥的性能及机制，对含铬污泥最大固化量为52％，固化体28d抗压强度为6.5MPa。肖超[14]等人利用碱激发固硫灰胶凝材料制备干混砌筑砂浆，研究表明，粉磨至一定细度的固硫灰中掺15％碱激发剂、胶砂比为1:2、砂级配为1:1时可制备28d抗压强度达到10.7MPa的干混砌筑砂浆。夏艳晴，严云[15]等人利用固硫灰制备了免蒸压无水泥加气混凝土，当生石灰掺量为12％，激发剂掺量为2.1％，60℃蒸汽养护1d的条件下，可以制备出容重为705kg/m3，强度达5.44MPa的无水泥固硫灰免蒸压加气混凝土。综上所述，专利技术人通过系统查阅了大量的国内外文献资料及专利，没有发现电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料制备方法的相关报道。以下是专利技术人给出的主要参考文献：[1]郑大鹏，王栋民，李端乐，殷景阁，任才富，崔勇,化学激发循环流化床粉煤灰活性机理研究进展，商品混凝土10(2015)18-20。[2]王朝强，谭克锋，戴传彬，王培新，我国脱硫灰渣资源化综合利用现状，粉煤灰综合利用2(2014)51-56。[3]裴亚利，魏存弟，杨殿范，杨天栋，历建萍，循环流化床灰的特征及综合利用研究，粉煤灰综合利用5(2006)14-16。[4]赵计辉，王栋民，惠飞，廖述聪，王学光，林辉，矸石电厂循环流化床灰渣特性分析及其资源化利用途径，中国矿业23(7)(2014)133-138。[5]李登新，吕俊复，郭庆杰，岳光溪，循环流化床灰渣利用研究进展，热能动力工程18(2003)5-8。[6]霍林，李军，卢忠远，循环流化床燃煤固硫灰渣制备地聚合物材料的研究进展，粉煤灰综合利用6(2011)51-54。[7]夏艳晴，严云，胡志华，胡昌华，雷秀坚，化学激发固硫灰的早期水化活性，武汉理工大学学报34(12)(2012)9-13。[8]姚妮娜，张平，康明，宋丽贤，郑蓉，卢忠远，NaOH激发对固硫灰微观结构的影响，人工晶体学报42(6)(2013)1208-1212。[9]X.G.Li，Q.B.Chen，K.Z.Huang，etal,Cementitiouspropertiesandhydrationmechanismofcirculatingfluidizedbedcombustion(CFBC)desulfurizationashes，ConstructionandBuildingMaterials，36(2012)182-187。[10]王海龙，固硫灰制备地聚合物实验研究，硅酸盐通报34(5)(2015)1392-1396。[11]霍林，李军，卢忠远，张文清，胡昌华，循环流化床燃煤固硫灰制备地聚合物的研究，武汉理工大学学报34(10)(2012)14-18。[12]霍林，李军，卢忠远，利用电石渣改性固硫灰制备胶凝材料的研究，新型建筑材料6(2012)51-55。[13]徐中慧，吴丹丹，肖博，王海龙，郑磊，彭熙,固硫灰基地聚合物固化含铬污泥，非金属矿37(6)(2014)66-69。[14]肖超，徐迅，卢忠远，刘建，固硫灰－激发剂二元干混砌筑砂浆研究，武汉理工大学学报35(12)(2013)39-43。[15]夏艳晴，严云，胡志华，固硫灰免蒸压加气混凝土性能影响因素的研究,武汉理工大学学报34(3)(2012)23-28。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料的制备方法。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案：一种电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料制备方法，其特征在于，该方法将循环流化床燃煤固硫灰、炭黑和九水硅酸钠水溶液放入搅拌装置中进行拌合形成浆体，经过模具成型、养护，制备成电导率可调控的碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料；其中，炭黑、九水硅酸钠和水的用量以循环流化床燃煤固硫灰的质量为基础质量(100％)，炭黑的掺量为基础质量的1.5％～4.5％，九水硅酸钠的掺量是基础质量的18％，水的用量是基础质量的64％～78％。具体包括下列步骤：(1)按配方量称取循环流化床燃煤固硫灰，置入净浆搅拌机中；(2)按配方量称取炭黑原料，置于净浆搅拌机中，与循环流化床燃煤固硫灰搅拌均匀；(3)按配方量称取固体九水硅酸钠和水，将固体九水硅酸钠溶于水中；(4)将九水硅酸钠水溶液加入净浆搅拌机中，然后将混合均匀的炭黑与循环流化床燃煤固硫灰的混合物倒入，进行搅拌形成浆体；(5)将浆体装入三联钢制模具中成型，等距离插入4片镀锌不锈钢电极后，模具用塑料薄膜密封袋密封，置于恒温箱中80℃养护6h，然后取出，室温养护18h后脱模；试块放入养护室继续养护不同龄期，得到电导率可调控的碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料试块，采用四电极法检测该电导率可调控的碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料的制备方法，其特征在于，将循环流化床燃煤固硫灰、炭黑和九水硅酸钠水溶液放入搅拌装置中拌合，形成混合均匀的浆体，经成型、养护得到电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料；其中，炭黑、九水硅酸钠和水的用量以循环流化床燃煤固硫灰的质量为基础质量，炭黑的掺量为基础质量的1.5％～4.5％，九水硅酸钠的掺量是基础质量的18％，水的用量是基础质量的64％～78％。

【技术特征摘要】
1.一种电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材
料的制备方法，其特征在于，将循环流化床燃煤固硫灰、炭黑和九水
硅酸钠水溶液放入搅拌装置中拌合，形成混合均匀的浆体，经成型、
养护得到电导率可调控碱激发循环流化床燃煤固硫灰基半导体材料；
其中，炭黑、九水硅酸钠和水的用量以循环流化床燃煤固硫灰的质量
为基础质量，炭黑的掺量为基础质量的1.5％～4.5％，九水硅酸钠的
掺量是基础质量的18％，水的用量是基础质量的64％～78％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)按配方量称取循环流化床燃煤固硫灰，置入净浆搅拌机中；
(2)按配方量称取炭黑，置于净浆搅拌机中，与循环流化床燃
煤固硫灰搅拌均匀；
(3)按配方量称取固体九水硅酸钠和水，将固体九水硅酸钠溶

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀君，张力，张科，康乐，杨梦阳，张懿鑫，余淼，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61