一种磷酸激发富镁镍渣地质聚合物胶凝材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸激发富镁镍渣地质聚合物胶凝材料及制备方法，包括：由富镁镍渣和粉煤灰组成的胶凝材料，主要由以下成分组成：按重量份计，富镁镍渣50

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸激发富镁镍渣地质聚合物胶凝材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及工业固体废物资源化利用的
，特别涉及一种磷酸激发富镁 镍渣地质聚合物胶凝材料及制备方法。

技术介绍

[0002]由于市场上对镍的需求量巨大，每年因此产生的镍渣量非常大，占用了大 量土地且其中的重金属离子具有污染性，这对周边的生态环境造成了巨大破 坏。我国的镍矿以富硅镁型的红土镍矿为主，排出的镍铁渣具有镁含量较高 的特点。镍渣往往经水淬急速冷却或者风冷，熔渣来不及析晶，导致其矿物 相中含有玻璃相，具有潜在的胶凝性。因此，镍渣的资源化利用受到了研究 人员的关注，以达到以废治废的目的。
[0003]粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。随着我国电力工业的快速发展， 燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。 大量的粉煤灰由于不加处理而产生扬尘，不仅污染大气，还会造成水体的污 染，而其中的有毒化学物质也会对人体和生物造成危害，因此对粉煤灰的处 理及综合利用问题也成为当前一个不容忽视的问题，目前关于碱激发胶凝材 料的的研究成果较多，应用也趋于成熟，但是快速发展的同时也发现了一些 问题，比如速凝问题、碱骨料反应、配置出的强度不稳定、收缩大导致的成 型后期试件开裂等。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的是提供一种磷酸激发富镁 镍渣地质聚合物胶凝材料及制备方法，利用酸激发的固废胶凝材料，且加工 工艺简单、绿色环保、能耗低、成本低的方法，可显示出较好的抗压强度。 为了实现根据本专利技术的上述目的和其他优点，提供了一种磷酸激发富镁镍渣 地质聚合物胶凝材料及制备方法，包括：
[0005]富镁镍渣50
‑
90份，粉煤灰50
‑
10份，磷酸10
‑
20份，水20
‑
40份。
[0006]优选的，所述富镁镍渣包括SiO240
‑
50份，MgO 20
‑
30份，Fe2O310
‑
20 份，Al2O35
‑
10份，CaO 1
‑
2份，K2O 0.1
‑
0.2份，Cr2O31
‑
2份，TiO20.2
‑
0.4 份。
[0007]优选的，所述粉煤灰包括SiO250
‑
60份，Al2O315
‑
20份，Fe2O35
‑
10 份，CaO 10
‑
15份，MgO 1
‑
2份，K2O 1
‑
2份，Na2O 1
‑
2份，TiO21
‑
2份。
[0008]优选的，所述富镁镍渣比表面积＞4000cm2/g、粉煤灰的比表面积＞6000 cm2/g。
[0009]优选的，所述磷酸占总原料的份数为纯磷酸所占份数。
[0010]一种磷酸激发富镁镍渣地质聚合物胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011]S1、将初步破碎的原料(粒径＜3mm)置入球磨机中进行研磨，研磨后过 200目筛得到所需细度原料；
[0012]S2、将磷酸和水混合配制成酸性液体；
[0013]S3、向均匀混合好的富镁镍渣和粉煤灰中掺入酸性液体，搅拌混匀，得 到净浆；
[0014]S4、将所述净浆浇注到40*40*160(mm)的模具中振实成型，随后进行养 护得到绿
色固体废弃物的胶凝材料。
[0015]优选的，所述步骤S4中振动成型后，将浇注有净浆的模具进行密封处理 后置恒温养护箱中养护2
‑
4h，脱模后将试块继续密封养护至3天，随后养护 至7
‑
28天，得到胶凝材料，所述养护过程中的温度为50
‑
80℃，所述养护条 件是将浇注有净浆的模具进行密封处理后置入恒温养护箱中养护2
‑
4h，脱模 后将试块继续密封养护得到胶凝材料，养护过程中的温度为50
‑
80℃，初步养 护时间为3
‑
6小时，所述后期养护时间为7
‑
28天初步养护时间为3
‑
6小时， 所述后期养护时间为7
‑
28天初步养护时间为3
‑
6小时，所述后期养护时间为 7
‑
28天。
[0016]所述凝胶材料与现有的矿渣胶凝材料相比，本专利技术的胶凝材料组成简单， 极大的降低了原料成本；掺入的酸性激发剂不会产生传统的碱性激发剂的一 些诸如碱骨料反应等问题，并且富镁镍渣的利用率更高，组成简化的同时由 于协同作用的发挥仍能显示出良好的胶结性能和力学性能。采用水胶比为 0.2
‑
0.4:1，根据GB17671
‑
1999《水泥胶砂强度检验方法》，将本专利技术的胶凝 材料制备净浆试块，试块尺寸40mm
×
40mm
×
160mm，振动成型后，将浇注 有净浆的模具进行密封处理后置入恒温养护箱中养护2
‑
4h，脱模后将试块继 续密封养护至3天，随后打开密封袋养护至7
‑
28天，得到胶凝材料，所述养 护过程中的温度为50
‑
80℃。该方法制得的试块显示出良好的抗压强度等力学 性能，本专利技术的胶凝材料利用富镁镍渣和粉煤灰代替传统胶结剂水泥，利用 磷酸激发富镁镍渣活性，并协同利用粉煤灰制备全固废胶凝材料，使富镁镍 渣得到了最大限度的资源化利用，提供了粉煤灰在全固废胶凝体系的较佳掺 量，推进固废的合理利用和环境保护，为大规模替代水泥或制备建筑用混凝 土提供胶凝材料，奠定工程应用基础。
[0017]本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：以富镁镍渣和粉煤灰为主要原 料制备胶凝材料、工艺流程简单、生产成本低、固废利用率高，且所得胶凝 材料具有较好的强度，可以用作路基材料、固化材料和建筑材料，具有显著 的社会、环境、经济效益和深刻的推广意义。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发 明保护的范围。
[0019]一种磷酸激发富镁镍渣地质聚合物胶凝材料及制备方法，包括：本专利技术 实施例中采用的富镁镍渣和粉煤灰原料的主要化学成分的含量经X射线荧光 光谱分析，结果如表1所示：
[0020]表1富镁镍渣和粉煤灰原料的主要化学成分的含量
[0021][0022]实施例1
[0023]本实施例提供了一种基于富镁镍渣和粉煤灰的绿色胶凝材料，该胶凝材 料的各
组分含量分别为：富镁镍渣为60
‑
80％、粉煤灰为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸激发富镁镍渣地质聚合物胶凝材料，其特征在于，包括：富镁镍渣50
‑
90份，粉煤灰50
‑
10份，磷酸10
‑
20份，水20
‑
40份。2.如权利要求1所述的一种磷酸激发富镁镍渣地质聚合物胶凝材料及制备方法，其特征在于，所述富镁镍渣包括SiO240
‑
50份，MgO 20
‑
30份，Fe2O310
‑
20份，Al2O35
‑
10份，CaO 1
‑
2份，K2O 0.1
‑
0.2份，Cr2O31
‑
2份，TiO20.2
‑
0.4份。3.如权利要求1所述的一种磷酸激发富镁镍渣地质聚合物胶凝材料及制备方法，其特征在于，所述粉煤灰包括SiO250
‑
60份，Al2O315
‑
20份，Fe2O35
‑
10份，CaO 10
‑
15份，MgO 1
‑
2份，K2O 1
‑
2份，Na2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：王觅堂，李金丞，张栋梁，张晓伟，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：