一种生物质焚烧灰渣制备水泥稳定碎石材料的方法技术

本发明专利技术属于建筑材料领域。提供了一种生物质焚烧灰渣制备水泥稳定碎石材料的方法，将生物质焚烧灰渣加入提铜尾渣在750℃焙烧135min后，其大部分游离的Cl

【技术实现步骤摘要】
一种生物质焚烧灰渣制备水泥稳定碎石材料的方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及公路工程建设用水泥稳定碎石半刚性基层材料。
技术背景
[0002]生物质能作为最具潜力的可再生能源，已成为仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，开发潜力十分巨大。生物质发电的推广应用，将是实现“双碳”目标的有效技术途径。生物质能规模化应用最大的难点在于生物质电厂灰渣的无害化、规模化、资源化利用，当前生物质焚烧灰渣的主要处理和利用方式有填埋、土壤改良剂、肥料、吸附剂和催化剂、建筑材料等。然而生物质焚烧灰渣成分复杂，相比于其他处理方式，目前只有建材资源化综合处置能够实现灰渣的分级规模化、无害化利用，具有良好环境和经济效益，生物质焚烧灰渣的建材资源化利用或将是解决灰渣大量堆存的有效途径。
[0003]生物质灰渣的主要由SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO及钠、钾盐类矿物，部分微量元素Mn、Ti和重金属元素Cd、Pb、As、Hg等组成。由于产地不同、煅烧工艺不同，生物质灰的化学组成含量会有所波动。生物质灰渣经过磨细后具有与粉煤灰类似的火山灰活性，可作为掺合料添加到混凝土等建材中减少成本，但是生物质灰渣含碳量较高，且含有较多游离的Cl
‑
、Na
+
和K
+
，降低了建筑材料的强度，减少了建筑材料的使用寿命。
[0004]目前生物质灰渣的建材资源化利用方式主要有3个方面，一是在水泥混凝土中替代水泥熟料或者作为矿物掺合料使用；二是在黏土砖和陶瓷中作为添加剂应用；三是作为水泥稳定碎石材料的掺合料和充填料。生物质灰渣具有较好的耐受能力和稳定性，能够吸收水分发生火山灰反应，形成致密的水化硅酸钙(C—S—H)等胶凝物质，是制备水泥稳定碎石材料良好的原材料。但是生物质电厂灰渣建材资源化利用中仍存在一些问题亟待解决：
①
生物质灰渣成分复杂，实现生物质灰渣高掺量利用，仍存在一定的技术难点；
②
目前的研究仅考虑了单一生物质电厂灰渣对建材性能的影响，与其他固废综合利用的研究水平仍然不足，例如，与粉煤灰、钢渣、赤泥、矿渣的联合应用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种生物质焚烧灰渣制备水泥稳定碎石材料的方法。生物质焚烧灰渣经过预处理去除游离的Cl
‑
、Na
+
和K
+
，可替代粉煤灰制备水泥稳定碎石材料，实现节能、节材、保护环境、减少污染和降低工程造价。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供的利用生物质焚烧灰渣备水泥稳定碎石材料的方法，其特征在于，包含以下步骤：
[0008](1)按重量份计，取20份生物质焚烧灰和80份生物质焚烧渣，在750℃加25份提铜尾渣焙烧135min，再1100℃煅烧120min；冷却后加入0.3份羧甲基纤维素，然后放入球磨机磨制，细度为5μm
‑
10μm，得到生物质焚烧灰渣粉末；
[0009](2)按重量份计，取生物质焚烧灰和洗砂滤饼按照1:1比例混合，在水溶液20
‑
30MPa压力，100℃温度下得到功能吸附剂；
[0010](3)按重量份计，取步骤(1)所得的生物质焚烧灰渣粉末15
‑
25份，细骨料18
‑
21份，粗骨料42
‑
49份，硫铝酸钙0.6
‑
1.2份，硅灰1
‑
2份，步骤(2)所得的功能吸附剂5
‑
7份，水3
‑
4份搅拌充分混合，闷料120min；
[0011](4)按重量份计，取水泥3
‑
5份，水3
‑
4份以及步骤(3)制备混合料搅拌得到水泥稳定碎石材料；
[0012]所述细骨料选自天然河砂、机制砂中的至少一种，应洁净、干燥、无风化、无杂质；
[0013]所述粗骨料宜采用各种硬质岩石或砾石加工成的碎石,也可直接采用天然砾石，压碎值应≤26％。
[0014]优选的，所述的生物质焚烧灰渣CaO含量≥30％。
[0015]优选的，所述的提铜尾渣氧化铁含量≥40％，且比表面积为380
‑
450m2/kg。
[0016]优选的，所述的洗砂滤饼Al2O3含量≥35％。
[0017]优选的，细骨料的粒度范围是0.075
‑
4.75mm。
[0018]优选的，所述粗骨料的粒度范围是4.75～31.5mm，优选骨架密实型级配的碎石混合料。
[0019]具体的，所述水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣水泥中的一种或几种。
[0020]有益效果
[0021]本专利技术与现有技术相比主要优点是：
[0022](1)采用本专利技术制备的水泥稳定碎石材料耐久性好。本专利技术将生物质焚烧灰渣加入提铜尾渣在750℃焙烧135min后，其大部分游离的Cl
‑
转化为FeCl3挥发出去，减少了游离的Cl
‑
对水泥稳定碎石材料的影响。
[0023](2)采用本专利技术制备的水泥稳定碎石材料稳定性好。本专利技术将除游离Cl
‑
的生物质焚烧灰渣继续再1100℃煅烧120min，煅烧成长石结构，固定了游离的Na
+
和K
+
，保证了水泥稳定碎石材料的稳定性。
[0024](3)采用本专利技术制备的水泥稳定碎石材料环保性较好。本专利技术将生物质焚烧灰渣和洗砂滤饼按照1:1比例混合，在水溶液中高压100℃温度下得到功能吸附剂，将其加入到水泥稳定碎石材料，进一步吸附材料和环境的有害离子，解决了环境问题。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做详细的说明。在下面的描述中阐述具体细节以便于充分理解本专利技术，本领域技术人员可以在不违背本专利技术构思的情况下做类似改进，因此本专利技术的保护范围不受下面公开的具体实施例的限制。
[0026]本专利技术提供的利用生物质焚烧灰渣制备水泥稳定碎石基层的方法，由该方法制备的水泥稳定碎石材料，按照标准《公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTG E51—2009》进行性能研究。
[0027]采用的水泥为P.O 42.5的普通硅酸盐水泥。
[0028]具体实施中，采用以下成分配比的方法均可实现本专利技术的目的，具体实施例选取
较优实施例进行呈现。
[0029](1)按重量份计，取20份生物质焚烧灰和80份生物质焚烧渣，在750℃加25份提铜尾渣焙烧135min，再1100℃煅烧120min；冷却后加入0.3份羧甲基纤维素，然后放入球磨机磨制，细度为5μm
‑
10μm，得到生物质焚烧灰渣粉末；
[0030](2)按重量份计，取生物质焚烧灰和洗砂滤饼按照1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质焚烧灰渣制备水泥稳定碎石材料的方法，其特征在于,包含以下步骤：(1)按重量份计，取20份生物质焚烧灰和80份生物质焚烧渣，在750℃加25份提铜尾渣焙烧135min，再1100℃煅烧120min；冷却后加入0.3份羧甲基纤维素，然后放入球磨机磨制，细度为5μm
‑
10μm，得到生物质焚烧灰渣粉末；(2)按重量份计，取生物质焚烧灰和洗砂滤饼按照1:1比例混合，在水溶液20
‑
30MPa压力，100℃温度下得到功能吸附剂；(3)按重量份计，取步骤(1)所得的生物质焚烧灰渣粉末15
‑
25份，细骨料18
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21份，粗骨料42
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49份，硫铝酸钙0.6
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1.2份，硅灰1
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2份，步骤(2)所得的功能吸附剂5
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7份，水3
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4份搅拌充分混合，闷料120min；(4)按重量份计，取水泥3
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5份，水3
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4份以及步骤(3)制备混合料搅拌得到水泥稳定碎石材料；所述细骨料选自天然河砂、机制砂中的至少一种，所述细骨料洁净、干燥、无风化、无杂质；所述粗骨料宜采用各种硬质岩石或砾石加工成的碎石,也可直接采用天然砾石，压碎值≤26％。2.如权利要求1所述的一种生物质焚烧灰渣制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：李邦强，唐武，黄伟华，刘亚飞，曾杨，
申请(专利权)人：光大绿色环保管理深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：