本发明专利技术提供一种多源煤基固废活性粉体材料及其制备方法。所述粉体材料的制备原料包括活性组分活性原料和活化剂，其中所述活性组分活性原料包括粉煤灰、炉底渣、脱硫石膏和可选的气化粗渣。本发明专利技术的活性粉体材料可以用于矿井充填材料、混凝土胶凝材料和路面水泥稳定碎石层材料中，具有较高的活性指数和抗压强度。具有较高的活性指数和抗压强度。
【技术实现步骤摘要】
一种多源煤基固废活性粉体材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及固废建材资源化利用
，具体涉及一种多源煤基固废活性粉体材料及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]煤基固废是煤炭开采、燃煤发电和煤化工产业长期快速发展过程中在产煤地区留下的固体废弃物，包括煤矸石、粉煤灰、炉底渣、脱硫石膏和煤化工残渣等。这些固废产生量巨大、综合利用率低、大量占用土地、严重污染环境，成为制约大量重工业发展地区经济社会发展的不利因素，严重影响区域生态文明建设和国家能源战略的实施。近年来，我国产生了1亿吨粉煤灰、煤矸石、气化渣、脱硫石膏、炉底渣等固废，其中2018年达到1725.2万吨，到2020年年产已突破2000万吨，利用率却不足30％。
[0003]针对粉煤灰、脱硫石膏等大宗煤基固废的建材资源化利用，国际上主要是将其先制备成活性粉体，再增值利用生产各类建筑材料。我国在粉煤灰粉体活化和增值利用方面与国际并跑，处于国际先进水平。国内外对脱硫石膏的增值利用，一是做水泥缓凝剂，再是做石膏制品。我国的石膏制品开发较为成熟，石膏砂浆和高强α石膏还在研究推广中。气化渣主要是煤化工副产的固废，国际上鲜有研究，只有我国在做气化渣粉体活化和化学重构的研究和产业化推广。
[0004]目前，对煤基固废整体而言，利用难点在于固废种类众多，组成和性质不一，活性较差，处理成本高。现有技术多数是针对单一固废或两种固废进行活性激发，利用率仍然较低，且采用的激发剂体系选择往往含有强碱性物质，导致材料整体碱度偏高，在建材领域碱度高的材料有很大局限性，因为会对钢筋产生锈蚀，且对混凝土耐久性有不良影响，所以应用范围较窄。
技术实现思路
[0005]为解决现有技术中的上述问题之一，本专利技术提供一种多源煤基固废活性粉体材料及其制备方法，将多种煤基固废材料在活化剂的存在下进行协同活化，可以大幅提高煤基固废资源化利用率，改善固废堆存造成的环境污染及土地占用问题，推动双碳减排，同时还可以提高粉体材料的力学性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面提供一种多源煤基固废活性粉体材料，其制备原料包括活性原料和活化剂，其中所述活性原料包括粉煤灰、炉底渣、脱硫石膏和可选的气化粗渣。
[0008]在一些优选实施方案中，所述活性原料包括粉煤灰、炉底渣、脱硫石膏和气化粗渣。
[0009]需要说明的是，本申请中的活性原料中可以添加气化粗渣，也可以不添加气化粗渣。气化粗渣可起到助磨作用，可以缩短粉体粉磨至特定比表面积的时间，降低能耗，且对粉体的抗压强度有增益效果，因此，从成本、技术、环保以及固废利用的角度考虑，本专利技术的
活性原料中优选添加气化粗渣。
[0010]本专利技术的活性粉体材料以包括粉煤灰、脱硫石膏、炉底渣、气化粗渣等煤基固废材料作为活性原料，借助活化剂，使不同原料之间进行协同活化激发，具有较高的活性指数和抗压强度。
[0011]在一些实施方案中，以所述活性原料的总重量为100％计，所述粉煤灰的含量为60wt％～90wt％，例如60wt％、62wt％、65wt％、68wt％、70wt％、72wt％、75wt％、77wt％、80wt％、82wt％、85wt％、88wt％或90wt％，优选60wt％～80wt％。
[0012]在一些实施方案中，以所述活性原料的总重量为100％计，所述炉底渣的含量为5wt％～30wt％，例如5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％或30wt％，优选10wt％～30wt％。
[0013]在一些实施方案中，以所述活性原料的总重量为100％计，所述脱硫石膏的含量为0.1wt％～5wt％，例如0.1wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％、2.5wt％、2.8wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％，优选0.1wt％～3wt％。
[0014]在一些实施方案中，以所述活性原料的总重量为100％计，所述气化粗渣的含量为0wt％～7wt％，例如0wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、6.8wt％或7wt％，优选3wt％～7wt％。
[0015]在一些实施方案中，以所述活性原料的总重量为100％计，所述活性原料包括60wt％～90wt％粉煤灰、5wt％～30wt％炉底渣、0.1wt％～5wt％脱硫石膏和0wt％～7wt％气化粗渣。
[0016]在一些实施方案中，以所述活性原料的总重量为100％计，所述活性原料包括60wt％～80wt％粉煤灰、10wt％～30wt％炉底渣、0.1wt％～3wt％脱硫石膏和3wt％～7wt％气化粗渣。
[0017]在一些实施方案中，所述活化剂占所述活性原料总重量的0.6
‰
～1.5
‰
，例如0.65
‰
、0.7
‰
、0.75
‰
、0.8
‰
、0.85
‰
、0.9
‰
、0.95
‰
、1
‰
、1.05
‰
、1.1
‰
、1.15
‰
、1.2
‰
或1.25
‰
，优选0.75
‰
～1.25
‰
。
[0018]在一些实施方案中，所述活性粉体中，以活性原料的总重量为100％计，所述活性原料包括70wt％～85wt％粉煤灰、10wt％～20wt％炉底渣、1wt％～5wt％脱硫石膏和3wt％～7wt％气化粗渣，且活化剂占所述活性原料总重量的0.75
‰
～1.25
‰
。
[0019]在一些实施方案中，所述活性粉体中，以活性原料的总重量为100％计，所述活性原料包括60wt％～70wt％粉煤灰、20wt％～30wt％炉底渣、1wt％～5wt％脱硫石膏和3wt％～7wt％气化粗渣，且活化剂占所述活性原料总重量的1
‰
～1.5
‰
。
[0020]在一些实施方案中，所述活性粉体中，以活性原料的总重量为100％计，所述活性原料包括75wt％～85wt％粉煤灰、10wt％～20wt％炉底渣、0.1wt％～1wt％脱硫石膏和3wt％～7wt％气化粗渣，且活化剂占所述活性原料总重量的1
‰
～1.5
‰
。
[0021]在一些实施方案中，所述活性粉体中，以活性原料的总重量为100％计，所述活性原料包括62wt％～70wt％粉煤灰、20wt％～30wt％炉底渣、0.1wt％～1wt％脱硫石膏和3wt％～7wt％气化粗渣，且活化剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多源煤基固废活性粉体材料，其制备原料包括活性原料和活化剂，其中所述活性原料包括粉煤灰、炉底渣、脱硫石膏和可选的气化粗渣。2.根据权利要求1所述的活性粉体材料，其特征在于，所述活性原料包括粉煤灰、炉底渣、脱硫石膏和气化粗渣；和/或，所述活化剂包括醇胺、多元醇和钠盐中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的活性粉体材料，其特征在于，以所述活性原料的总重量为100％计，所述粉煤灰的含量为60wt％～90wt％，优选60wt％～80wt％；和/或所述炉底渣的含量为5wt％～30wt％，优选10wt％～30wt％；和/或所述脱硫石膏的含量为0.1wt％～5wt％，优选0.1wt％～3wt％；和/或所述气化粗渣的含量为0wt％～7wt％，优选3wt％～7wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的活性粉体材料，其特征在于，所述活化剂占所述活性原料总重量的0.6
‰
～1.5
‰
，优选0.75
‰
～1.25
‰
。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的活性粉体材料，其特征在于，所述粉煤灰为电厂煤粉炉粉煤灰原灰，优选地，所述粉煤灰的比表面积＞200m2/kg；和/或所述气化粗渣为工业副产品煤气化粗渣，优选地，所述气化粗渣的烧失量小于10％，含水量小于1％；和/或所述炉底渣和气化粗渣的粒度小于7mm。6.根据权利要求2
‑
5任一项所述的活性粉体材料，其特征在于，所述醇胺包括三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、二甘醇胺、三聚丙三...
【专利技术属性】
技术研发人员：王栋民，房奎圳，危鹏，刘泽，
申请(专利权)人：北京瑞吉达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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