一种封存二氧化碳用固废基粘结剂、制备方法及其封存二氧化碳方法技术

一种封存二氧化碳用固废基粘结剂、制备方法及其封存二氧化碳方法，该粘结剂按质量份计，包括以下组分：无机胶凝材料；固废材料；功能助剂；制备步骤：将功能助剂和部分固废材料经双螺杆挤出机加热挤出，再经机械粉碎机加工至400或600目以下，再与无机胶凝材料等经多功能搅拌机搅拌混合均匀即得到粘结剂粉体；封存工艺有两种，第一种：使用粘结剂粉体、砂和水经多功能搅拌机混合均匀后制样(240mm

【技术实现步骤摘要】
一种封存二氧化碳用固废基粘结剂、制备方法及其封存二氧化碳方法


[0001]本专利技术属于粘结剂
，具体涉及一种封存二氧化碳用固废基粘结剂、制备方法及其封存二氧化碳方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳封存技术，就是将工业生产过程中排放的二氧化碳捕捉后，加以利用或封存，以实现工业过程的碳减排，变废为宝。使用固废基粘结剂主要是因为固废中含有大量的钙、镁元素，能够和二氧化碳在一定条件下发生化学反应，生成碳酸钙、碳酸镁等具有稳定结构的物质，达到永久封存二氧化碳的目的。
[0003]可以将固废基粘结剂用于建材、建筑、工艺品等产品的制备，然后使用工业烟气对这些建筑制品进行养护，从而达到封存二氧化碳的目的；也可将粘结剂、骨料和水置于密封搅拌罐内，通入工业烟气，搅拌30min～60min，然后将封存了二氧化碳的拌合物直接用于矿坑、矿洞、油井、矿井的回填，实现固废的资源化利用。
[0004]近几十年来，随着全球工业化的不断发展，化石能源的开采、加工和使用都产生了大量的CO2，导致全球气候变暖，对生态环境和人类生存造成了显著威胁。为了缓解全球变暖问题，除了积极研发生产新能源之外，对CO2的捕集、利用和封存也不可或缺。利用固废封存CO2，能达到“以废治废”的效果，是一个具有很大发展前景的方向。
[0005]中国专利文献(CN106131158A)公开了一种利用无熟料钢渣胶凝结合多重CO2吸收技术制备建筑材料制品的方法，其将磨细钢渣作为无熟料胶凝材料与适量水混合，经碳化搅拌和常规搅拌后压缩成型，制成40mmr/>×
40mm
×
20mm试件再经碳化养护辅以标准养护后制得建筑材料制品，成型压力5～12MPa，CO2养护浓度10％，养护压力2bar。由于该专利制样尺寸较小，碳化完全，强度提高较大，当制件尺寸大时，制件只能表层碳化，内部碳化不完全，强度会较低，吸收CO2较少。
[0006]中国专利文献(CN113880498A)公开了一种高强度镁渣建筑制品的液态碳化制备方法，其将硅热法炼镁镁渣、壳聚糖和标准砂用磨机粉磨后与水混合搅拌，然后置于模具中成型3～7天制得试件，再将试件置于CO2体积含量20％以上，温度130～160℃条件下养护30～60min，制出的试件抗压强度高。其制样成型时间过长，不利于生产放大，且利用烟气直接养护，养护时间太短，在批量生产中烟气温度损失较快，会导致镁渣碳化不完全，只有试件表层与CO2反应，吸收的CO2较少，试件强度不能发挥到最大。
[0007]中国专利文献(CN 107879704 A)公开一种复合钢渣碳化砖的制备方法，该专利首先将钢渣、煤油和助磨剂混合球磨后点燃，并冷却，得燃烧渣，经过一系列过程制成砖坯，随后将砖坯进行蒸压氧化，并用食醋熏蒸，再将熏蒸砖坯转入碳化箱中，才能得到钢渣碳化砖。该专利采用煤油占钢渣质量的10～25％，虽然粉磨效率高，能提高钢渣的活性，考虑到煤油燃烧产生的CO2及钢渣中碳酸盐分解产生的CO2要大于封存的CO2，实际效果并不低碳和节能。加之煤油和食醋成本高，生产的钢渣砖经济效益并不高。

技术实现思路

[0008]为克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种封存二氧化碳用固废基粘结剂、制备方法及其封存二氧化碳方法，该粘结剂的特点：以固废为基础，添加无机胶凝材料、功能助剂、标准砂、骨料和适量的水，混合搅拌均匀后，制样或者直接经过工业烟气养护，较短时间内能达到高性能、高强度的要求，并且可以吸收封存大量CO2，工艺简便，适合大批量应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0010]一种封存二氧化碳用固废基粘结剂，按质量份计，包括以下组份：无机胶凝材料5.0～35份；固废材料55～90份；功能助剂0.3～10份；在用作制备建筑制品时，将粘结剂粉体与标准砂按照一定比例混合均匀，加入适量水(加水量控制在8％～20％)，搅拌均匀，经过模具加压成型，然后置于标准养护室中养护，脱模后得到试件制品，将试件放置于碳化箱中，使用收集的工业烟气进行碳化养护，养护时间为4～12h，碳化结束后得到的建筑制品抗压强度在24MPa～55MPa；吸收CO2量为粘结剂质量的8％～26％。在用作矿坑、矿洞、油井、矿井的回填时，将粘结剂粉体与骨料按照一定比例混合均匀，加入适量水(水灰比0.5～0.8)在可密封搅拌罐中搅拌，搅拌过程中通入收集来的工业烟气，搅拌时间30～60min，直接泵入回填位置，待完全硬化后，取样测试，测得抗压强度为1.5～12MPa，吸收CO2量为粘结剂质量的3％～5％，将样品浸泡在10倍样品质量的水中24h，测得浸泡液PH在6.5～7.5。
[0011]所述的无机胶凝材料采用铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、油井水泥中的一种或几种。
[0012]所述的固废材料采用转炉钢渣、高炉矿渣粉、粉煤灰、电石渣、镁渣、钼尾矿渣、赤泥、煤气化渣、磷石膏、脱硫石膏、煤矸石中的一种或几种。
[0013]所述的功能助剂采用短纤维、比重调节剂、碳化增强剂、早强剂、激发剂、缓凝剂中的一种或多种。
[0014]所述的短纤维采用石棉绒、玻璃短纤维、玄武岩短纤维、聚丙烯短纤维、聚乙烯短纤维、尼龙短纤维中的一种或几种组成，其质量份0.1～6.0份。
[0015]所述的比重调节剂采用漂珠、空心玻璃微珠、硫酸钡、碳酸钡、硫酸钙中的一种或多种组成，其质量份0.1～5.0份。
[0016]所述的碳化增强剂采用聚乙烯醇、壳聚糖、聚乙二醇、碳酸钙粉的一种或多种组成，其质量份0.1～2.0份。
[0017]所述的早强剂采用硫酸钠、硫酸铝、硫酸铝钾、碳酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺中的一种或者多种组成，其质量份0.01～2.0份。
[0018]所述的激发剂采用氢氧化钠、氢氧化钙、硅酸钠、硅酸钙、石膏中的一种或多种组成，其质量份0.1～3.0份。
[0019]所述的缓凝剂采用木质素磺酸钠，没食子酸、酒石酸、葡萄糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、三亚甲基膦酸、六偏磷酸钠、聚羧酸型减水剂中的一种或几种组成，其质量份0.1～3.0份。
[0020]一种封存二氧化碳用固废基粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
[0021]步骤一：分别将无机胶凝材料和固废材料经机械粉碎机加工成两种不同粒径级配400目以下或600目以下的粉剂；
[0022]步骤二：为防止功能助剂中的有机高分子材料与无机材料因比重和极性相差较大在混料或配浆工序中出现混合不均匀现象，本专利技术制备封存二氧化碳用固废基粘结剂粉剂提供的方法包括:首先将功能助剂中比重和极性相差大的有机高分子材料和无机材料混合均匀后经双螺杆挤出机加热制备成固体颗粒，再将固体颗粒粉碎到粒径600目以下的粉剂；
[0023]步骤三：用步骤一、二制备的粉剂、步骤二中未混合的功能助剂在多功能搅拌机中搅拌混合均匀，即可获得封存二氧化碳用固废基粘结剂粉剂。
[0024]一种封存二氧化碳用固废基粘结剂封存二氧化碳方法：包括制备建筑材料制品封存二氧化碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封存二氧化碳用固废基粘结剂，其特征在于：所述粘结剂按质量份计，包括以下组份：无机胶凝材料5.0～35份；固废材料55～90份；功能助剂0.3～10份；所述的无机胶凝材料采用铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、油井水泥中的一种或几种；所述的固废材料采用转炉钢渣、高炉矿渣粉、粉煤灰、电石渣、镁渣、钼尾矿渣、赤泥、煤气化渣、磷石膏、脱硫石膏、煤矸石中的一种或几种；所述的功能助剂采用短纤维、比重调节剂、碳化增强剂、早强剂、激发剂、缓凝剂中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种封存二氧化碳用固废基粘结剂，其特征在于：所述短纤维采用石棉绒、玻璃短纤维、玄武岩短纤维、聚丙烯短纤维、聚乙烯短纤维、尼龙短纤维中的一种或几种组成，其质量份0.1～6.0份。3.根据权利要求1所述的一种封存二氧化碳用固废基粘结剂，其特征在于：所述比重调节剂采用漂珠、空心玻璃微珠、硫酸钡、碳酸钡、硫酸钙中的一种或多种组成，其质量份0.1～5.0份。4.根据权利要求1所述的一种封存二氧化碳用固废基粘结剂，其特征在于：所述碳化增强剂采用聚乙烯醇、壳聚糖、聚乙二醇、碳酸钙粉的一种或多种组成，其质量份0.1～2.0份。5.根据权利要求1所述的一种封存二氧化碳用固废基粘结剂，其特征在于：所述早强剂采用硫酸钠、硫酸铝、硫酸铝钾、碳酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺中的一种或者多种组成，其质量份0.01～2.0份。6.根据权利要求1所述的一种封存二氧化碳用固废基粘结剂，其特征在于：所述激发剂采用氢氧化钠、氢氧化钙、硅酸钠、硅酸钙、石膏中的一种或多种组成，其质量份0.1～3.0份。7.根据权利要求1所述的一种封存二氧化碳用固废基粘结剂，其特征在于：所述缓凝剂采用木质素磺酸钠，没食子酸、酒石酸、葡萄糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、三亚甲基膦酸、六偏磷酸钠、聚羧酸型减水剂中的一种或几种组成，其质量份0.1～3.0份。8.权利要求1所述的一种封存二氧化碳用固废基粘结剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：分别将无机胶凝材料和固废材料经机械粉碎机加工成两种不同粒径级配400目以下或600目以下的粉剂；步骤二：首先将功能助剂中比重和极性相差...

【专利技术属性】
技术研发人员：管盼盼，胥志刚，刘军航，李亚峰，刘立熙，陈曦，
申请(专利权)人：霖和气候科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：