一种防辐射水泥的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种防辐射水泥的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明专利技术用磷石膏和氟石膏作为矿化剂使用时水泥结合更加紧密，提升了水泥的结构稳定性；重晶石矿产丰富价格低廉，结晶情况好，能够屏蔽辐射；工业废弃物中含有的大量氧化钙、二氧化硅、金属元素和其他氧化物，将这些废弃物破碎研磨后能够减少石灰石的用量；污泥能够将水泥制备过程中产生的有害气体转变为盐分固定在水泥中，同时污泥中的金属元素也能够补充水泥所需要求，降低了生产成本，具有良好的经济、环境效益；本发明专利技术所制备的防辐射水泥对降低了生产成本，减少了对环境的污染，制备的水泥密度大，胶凝性好，同时结构稳定，具有较强的防辐射能力，具有良好的经济、环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种防辐射水泥的制备方法
本专利技术涉及一种防辐射水泥的制备方法，属于建筑材料

技术介绍
随着核反应堆的快速发展，防辐射水泥的研制步伐必将会大大加快。在有辐射源的建筑物时，必须采用防辐射材料来屏蔽各种射线，避免辐射污染带来的危害。防辐射水泥保障核反应堆安全运行，减弱或吸收射线的辐射能，有效的保护人体健康和生态环境的安全。防辐射水泥是核辐射屏蔽的主要材料，必将随着社会的进步而广泛应用。防辐射水泥又称核电水泥，是一种新兴的辐射防护材料，通过与射线发生相互作用能够吸收或者消散辐射能，对生物体和仪器起保护作用的功能型水泥。它是一种区别于通用水泥的全新功能型水泥品种，其显著特点是：低水化热、高早强、低碱、抗硫酸盐侵蚀性能好和干缩性小等。防辐射水泥具有特殊的防辐射性能，研制具有较高防辐射能力的专用水泥是摆在水泥科学界面前重要的课题。目前，常用的防辐射水泥有钡水泥、锶水泥、硼水泥等。防辐射水泥不仅是一种重要的胶凝材料，而且是一种功能型防护材料，对如X、γ、中子等射线具有屏蔽作用，可以消除电磁污染及核辐射污染，保护人类和其他生物体安全。防辐射水泥还可以应用于工业探伤、农业育种、科学实验、医疗设施、地质探测、外太空设施等有辐射源的工程中，用以避免各种射线的污染。同时，随着人们对辐射污染问题的日益重视，在相信不久的未来，防辐射水泥将广泛应用于民用设施和生态修复等领域。针对当前防护工程常采用以磁铁石、褐铁石或重晶石等作粗细集料制备的重混凝土存在容重大，易离析和开裂、施工性能、耐热性及抗震性能差以及以钡、锶、硼水泥为代表的防辐射水泥屏蔽效果单一、热稳定性差和生产能耗高等问题，开发一种集轻质、高效屏蔽γ射线和中子射线，且结构稳定，生产能耗低等优点的新型防辐射水泥是未来发展的必然趋势。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现今开发出来的防辐射水泥胶凝性及稳定性差的问题，提供了一种防辐射水泥的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）取钢渣、镁渣和磷渣混合后破碎，置入球磨机进行研磨，得到混合物A；（2）取原生污泥，并在其中加入生石灰和去离子水，搅拌均匀形成混合污泥；（3）取混合污泥进行脱水、浓缩，得到浓缩污泥；（4）将浓缩污泥放入闪蒸式干化器进行干化，得到固化污泥颗粒；（5）取固化污泥颗粒、石灰石、重晶石、粉煤灰、磷石膏、氟石膏和金属废渣干燥后混合、破碎、研磨，得到混合物B；（6）将物料B110℃条件下烘干后与物料A混合，再次破碎研磨，得到生料；（7）将生料置入900℃高温炉内，预热30min，然后将高温炉升温至1300℃煅烧1h，然后保温30min，得到熟料；（8）将熟料取出冷却，将冷却后的熟料研磨，过200目筛，得到防辐射水泥。步骤（1）所述钢渣、镁渣和磷渣的质量比为2：1：1。步骤（2）所述原生污泥、生石灰和去离子水的质量比为20：1：5。步骤（3）所述浓缩污泥含水率为40～50%。步骤（4）所述固化污泥颗粒含水率为8%～10%。步骤（5）所述固化污泥颗粒、石灰石、重晶石、粉煤灰、磷石膏、氟石膏和金属废渣的质量比为2：10：2：2：1：1：1。步骤（7）所述升温速率为10℃/min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）钢渣、镁渣、磷渣等工业废弃物中含有大量氧化钙、二氧化硅、金属元素和其他氧化物，将这些废弃物破碎研磨后能够减少石灰石的用量；污泥成分复杂来源广，成本低，一些污泥处理的步骤可以在制备水泥过程中直接完成，同时能够将水泥制备过程中产生的有害气体转变为盐分固定在水泥中，同时污泥中的金属元素也能够补充水泥所需要求，降低了生产成本，具有良好的经济、环境效益；（2）用磷石膏和氟石膏作为矿化剂能够提高水泥中晶体含量，使用时水泥结合更加紧密，提升了水泥的结构稳定性；重晶石矿产丰富价格低廉，结晶情况好，能够屏蔽辐射；（3）本专利技术所制备的防辐射水泥对一些工业、生活废弃物进行回收后处理，使其能够替代水泥生产中的一些所需组分，降低了生产成本，减少了对环境的污染，制备的水泥密度大，胶凝性好，同时结构稳定，具有较强的防辐射能力，具有良好的经济、环境效益。具体实施方式取2～4kg钢渣、1～2kg镁渣和1～2kg磷渣混合后破碎，置入球磨机进行研磨，得到混合物A；取20～40kg原生污泥，并在其中加入1～2kg生石灰和5～10kg去离子水，搅拌均匀形成混合污泥；取混合污泥进行脱水、浓缩，得到含水率为40～50%的浓缩污泥；将浓缩污泥放入闪蒸式干化器进行干化，得到含水率为8%～10%的固化污泥颗粒；取2～4kg固化污泥颗粒、10～20kg石灰石、2～4kg重晶石、2～4kg粉煤灰、1～2kg磷石膏、1～2kg氟石膏和1～2kg金属废渣干燥后搅拌混合、破碎、研磨，得到混合物B；将物料B110℃条件下烘干后与物料A混合，再次破碎研磨，得到生料；将生料置入900℃高温炉内，预热30min，然后将高温炉以10℃/min的速率升温至1300℃煅烧1h，然后保温30min，得到熟料；将熟料取出冷却，将冷却后的熟料研磨，过200目筛，得到防辐射水泥。实例1取2kg钢渣、1kg镁渣和1kg磷渣混合后破碎，置入球磨机进行研磨，得到混合物A；取20kg原生污泥，并在其中加入1kg生石灰和5kg去离子水，搅拌均匀形成混合污泥；取混合污泥进行脱水、浓缩，得到含水率为40%的浓缩污泥；将浓缩污泥放入闪蒸式干化器进行干化，得到含水率为8%的固化污泥颗粒；取2kg固化污泥颗粒、10kg石灰石、2kg重晶石、2kg粉煤灰、1kg磷石膏、1kg氟石膏和1kg金属废渣干燥后搅拌混合、破碎、研磨，得到混合物B；将物料B110℃条件下烘干后与物料A混合，再次破碎研磨，得到生料；将生料置入900℃高温炉内，预热30min，然后将高温炉以10℃/min的速率升温至1300℃煅烧1h，然后保温30min，得到熟料；将熟料取出冷却，将冷却后的熟料研磨，过200目筛，得到防辐射水泥。实例2取3kg钢渣、1kg镁渣和1kg磷渣混合后破碎，置入球磨机进行研磨，得到混合物A；取30kg原生污泥，并在其中加入1kg生石灰和8kg去离子水，搅拌均匀形成混合污泥；取混合污泥进行脱水、浓缩，得到含水率为45%的浓缩污泥；将浓缩污泥放入闪蒸式干化器进行干化，得到含水率为9%的固化污泥颗粒；取3kg固化污泥颗粒、15kg石灰石、3kg重晶石、3kg粉煤灰、1kg磷石膏、1kg氟石膏和1kg金属废渣干燥后搅拌混合、破碎、研磨，得到混合物B；将物料B110℃条件下烘干后与物料A混合，再次破碎研磨，得到生料；将生料置入900℃高温炉内，预热30min，然后将高温炉以10℃/min的速率升温至1300℃煅烧1h，然后保温30min，得到熟料；将熟料取出冷却，将冷却后的熟料研磨，过200目筛，得到防辐射水泥。实例3取4kg钢渣、2kg镁渣和2kg磷渣混合后破碎，置入球磨机进行研磨，得到混合物A；取40kg原生污泥，并在其中加入2kg生石灰和10kg去离子水，搅拌均匀形成混合污泥；取混合污泥进行脱水、浓缩，得到含水率为50%的浓缩污泥；将浓缩污泥放入闪蒸式干化器进行干化，得到含水率为10%的固化污泥颗粒；取4kg固化污泥颗粒、20kg石灰石、4kg重晶石、4kg粉煤灰、2kg磷石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防辐射水泥的制备方法，其特征在于，具体制作步骤为：（1）取钢渣、镁渣和磷渣混合后破碎，置入球磨机进行研磨，得到混合物A；（2）取原生污泥，并在其中加入生石灰和去离子水，搅拌均匀形成混合污泥；（3）取混合污泥进行脱水、浓缩，得到浓缩污泥；（4）将浓缩污泥放入闪蒸式干化器进行干化，得到固化污泥颗粒；（5）取固化污泥颗粒、石灰石、重晶石、粉煤灰、磷石膏、氟石膏和金属废渣干燥后混合、破碎、研磨，得到混合物B；（6）将物料B110℃条件下烘干后与物料A混合，再次破碎研磨，得到生料；（7）将生料置入900℃高温炉内，预热30min，然后将高温炉升温至1300℃煅烧1h，然后保温30min，得到熟料；（8）将熟料取出冷却，将冷却后的熟料研磨，过200目筛，得到防辐射水泥。

【技术特征摘要】
1.一种防辐射水泥的制备方法，其特征在于，具体制作步骤为：（1）取钢渣、镁渣和磷渣混合后破碎，置入球磨机进行研磨，得到混合物A；（2）取原生污泥，并在其中加入生石灰和去离子水，搅拌均匀形成混合污泥；（3）取混合污泥进行脱水、浓缩，得到浓缩污泥；（4）将浓缩污泥放入闪蒸式干化器进行干化，得到固化污泥颗粒；（5）取固化污泥颗粒、石灰石、重晶石、粉煤灰、磷石膏、氟石膏和金属废渣干燥后混合、破碎、研磨，得到混合物B；（6）将物料B110℃条件下烘干后与物料A混合，再次破碎研磨，得到生料；（7）将生料置入900℃高温炉内，预热30min，然后将高温炉升温至1300℃煅烧1h，然后保温30min，得到熟料；（8）将熟料取出冷却，将冷却后的熟料研磨，过200目筛，得到防辐射水泥。2.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，周立，骆兵建，
申请(专利权)人：王敏，
类型：发明
国别省市：江苏,32