一种电石渣制备活性氧化镁的方法及镁水泥的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电石渣制备活性氧化镁的方法及镁水泥的制备方法，该电石渣制备活性氧化镁的方法包括步骤：S1、将电石渣与氯化镁配成浆料，反应生成前驱体；S2、在500～900℃条件下煅烧前驱体小于60min，获得煅烧产物，其中，煅烧产物中氧化镁的活性在80％以上。镁水泥的制备方法包括：前述电石渣制备活性氧化镁的方法的步骤；然后将所述煅烧产物、氯化镁和水按照一定的比例混合，获得镁水泥；其中，活性氧化镁与氯化镁的物质的量之比为5～8:1，氯化镁与水的物质的量之比为1:8～19。前述的两项工艺对于解决盐湖副产氯化镁和电石渣的处理难题具有极大的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种电石渣制备活性氧化镁的方法及镁水泥的制备方法
本专利技术涉及镁水泥制备
，具体涉及一种电石渣制备活性氧化镁的方法及镁水泥的制备方法。
技术介绍
青海柴达木地区含有丰富的镁资源，大多以盐湖开采钾肥等后遗留的大量氯化镁形式存在。每生产1吨氯化钾，副产约40立方米卤水，其中含有氯化镁的浓度为33％左右。察尔汗盐湖的氯化钾产量超过150万吨，每年排放氯化镁卤水超过6000万立方米，其年排放量已经超过海盐副产卤水总量的3倍，造成资源的极大浪费以及环境的严重污染。虽然目前研究人员已利用副产的氯化镁和副产的氧化镁来制备镁水泥，但是，一方面，盐湖副产的氯化镁的量要远远超过副产的氧化镁，另一方面，氧化镁却是每一种镁水泥中均需要使用的原料之一，而氯化镁只能用作氯氧镁水泥的原料，不能够用于制备其他种类的镁水泥，导致大量的副产氯化镁仍旧不能被再利用。因此，开发一种可以有效缓解大量副产氯化镁遗留问题的工艺非常迫切。电石渣是电石法制PVC(聚氯乙烯，Polyvinylchloride，简称：PVC)的副产物，颗粒细微，干燥状态下是灰白色固体，其主要成分是氢氧化钙，其次是碳酸钙，二氧化硅，氧化铝及一定量的氧化铁和氧化镁。按生产经验，每生产1吨PVC产品耗用电石1.5～1.6吨，同时每吨电石产生1.2吨电石渣(干基)，电石渣含水量按90％计，那么每生产1吨PVC产品，排出电石渣浆约20吨，电石渣浆的产生量大大超过了PVC的产量。大多数PVC生产厂家将电石渣浆经重力沉降分离后，上清液循环利用；电石渣经进一步脱水，其含水率仍达40％-50％，呈浆糊状，在运输途中易渗漏污染路面，长期堆积不但占用大量土地，而且对土地有严重的侵蚀作用。因此，开发一种可以有效解决电石渣处理难题的工艺非常迫切。
技术实现思路
轻烧氧化镁是制备镁水泥(也称镁质胶凝材料，MagnesiumOxygenchlorideCement，简称MOC)三元体系的原料之一。轻烧氧化镁包括活性氧化镁和非活性氧化镁，是菱镁矿煅烧产物的总称。本专利技术以电石法制PVC的副产物电石渣与氯化镁溶液反应可以生成氯化钙和氢氧化镁，进一步煅烧氢氧化镁可以获得活性氧化镁，该工艺对于解决盐湖副产氯化镁和电石渣的处理难题具有极大的意义。本专利技术提供了一种电石渣制备活性氧化镁的方法，并在此活性氧化镁的基础上研究得到了一种镁水泥的制备方法。本专利技术提供一种电石渣的综合利用方法，包括步骤：S1、将电石渣与氯化镁配成浆料，反应生成前驱体；S2、在500～900℃条件下煅烧前驱体的时间小于或等于60min，获得煅烧产物，其中，煅烧产物中氧化镁的活性在80％以上。进一步地，在所述煅烧产物中，以质量分数计，镁离子含量大于或等于48％，氯离子含量小于1.5％，游离氧化钙的含量小于1.5％。进一步地，在所述前驱体中，以质量分数计，氢氧化镁的含量大于或等于85％，碳酸钙的含量小于10％。进一步地，对所述前驱体进行降低杂质含量的预处理操作。进一步地，所述预处理操作包括水洗，所述前驱体与洗涤水的质量比为1:5～10，洗涤后的前驱体中氯离子含量小于1.2％，氢氧化镁的含量大于或等于96％。本专利技术还提供一种镁水泥的制备方法，包括上述电石渣制备活性氧化镁的方法获得的煅烧产物；然后将所述煅烧产物、氯化镁和水按照一定的比例混合，获得镁水泥；其中，活性氧化镁与氯化镁的物质的量之比为5～8:1，氯化镁与水的物质的量之比为1:8～19。进一步地，所述氯化镁与所述水的物质的量之比为1:13～19。进一步地，所述镁水泥水化硬化后的抗压强度为18～110MPa。本专利技术提供的活性氧化镁的制备方法是以盐湖副产的氯化镁和电石渣作为原料，经过调节煅烧条件获得了活性较高的氧化镁产物，实现了将大量低价值的副产物转化成高价值的工业原料的目标。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1为本专利技术实施例中前驱体的XRD测试图谱；图2为本专利技术实施例中前驱体洗涤前后的XRD测试图谱；图3为本专利技术实施例中前驱体的TG和DTG图谱；图4为实施例1～6的煅烧产物的XRD测试图谱；图5a为实施例1～18前驱体在不同煅烧条件下的质量变化曲线；图5b为实施例1～18前驱体在不同煅烧条件下的Mg2+含量变化曲线；图5c为不同煅烧条件下煅烧产物的Cl-含量变化曲线；图6为实施例1～18的煅烧产物的活性曲线；图7为实施例19～23的混合物的凝结时间曲线；图8为实施例24～27的混合物的凝结时间曲线；图9a和图9b为400℃/30min煅烧产物安定性检测的现场照片；图9c和图9d为400℃/90min煅烧产物安定性检测的现场照片；图10a和图10b为500℃煅烧产物安定性检测的现场照片；图10c和图10d为600℃煅烧产物安定性检测的现场照片；图11为不同龄期镁水泥试件的抗压强度对比图；图12为煅烧温度对抗压强度影响趋势图；图13是不同龄期保温时间对抗压强度影响趋势图；图14是MgO与MgCl2摩尔比对抗压强度的影响曲线；图15是MgCl2溶液浓度对抗压强度影响曲线。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。本专利技术的专利技术人基于盐湖大量副产氯化镁遗留和电石渣难以再利用的处理难题，提供了一种利用电石渣和氯化镁制备活性氧化镁的方法，并在此活性氧化镁的基础上研究了镁水泥及其制备方法。所述的利用电石渣和氯化镁制备活性氧化镁的方法包括以下步骤：步骤S1、将电石渣与氯化镁配成浆料，反应生成前驱体。电石渣中的Ca(OH)2在自然状态下与空气中的CO2作用碳化生成CaCO3，电石渣与MgCl2溶液反应生成CaCl2和Mg(OH)2。产物中保留了原料中的CaCO3，因此制备的Mg(OH)2中主要含有CaCO3和CaCl2杂质，此混合物在本专利技术中记为前驱体。经过分析得知，在所述前驱体中，氢氧化镁的含量大于或等于85％，碳酸钙的含量小于10％，还含有其他杂质，如氯离子、钾离子、钠离子、硫酸根离子、硅酸根离子等。前驱体中Cl-和Ca2+对镁水泥材料有促凝的作用，而在热处理过程中Cl-以HCl形式释放，释放量较大时会腐蚀煅烧设备，导致工艺操作环境变差，甚至危害操作人员的身体健康，因此有必要对前驱体进行预处理，降低Cl-和Ca2+等杂质的含量。优选采用水洗的方法对前驱体进行预处理，前驱体与水的质量比选择1:5～10，1:5洗涤两次与1:10洗涤一次的洗涤效果相当，洗涤后的前驱体中氯离子含量小于1.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电石渣制备活性氧化镁的方法，其特征在于，包括步骤：/nS1、将电石渣与氯化镁配成浆料，反应生成前驱体；/nS2、在500～900℃条件下煅烧前驱体的时间小于或等于60min，获得煅烧产物，其中，煅烧产物中氧化镁的活性在80％以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种电石渣制备活性氧化镁的方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将电石渣与氯化镁配成浆料，反应生成前驱体；
S2、在500～900℃条件下煅烧前驱体的时间小于或等于60min，获得煅烧产物，其中，煅烧产物中氧化镁的活性在80％以上。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述煅烧产物中，以质量分数计，镁离子含量大于或等于48％，氯离子含量小于1.5％，游离氧化钙的含量小于或等于1.5％。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述前驱体中，以质量分数计，氢氧化镁的含量大于或等于85％，碳酸钙的含量小于10％。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述前驱体进行降低杂质含量的预处理操作。

【专利技术属性】
技术研发人员：肖学英，文静，常成功，郑卫新，董金美，李颖，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海;63