二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用和含有该粉体的快硬高强硫铝酸盐水泥基注浆料制造技术

本发明专利技术提供了二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用和含有该粉体的快硬高强硫铝酸盐水泥基注浆料，本发明专利技术将二次铝灰与涉重污泥及建筑渣土混合后经过烘干以及高温处理后得到烧结渣料，研磨得到平均粒径为10

【技术实现步骤摘要】
二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用和含有该粉体的快硬高强硫铝酸盐水泥基注浆料


[0001]本专利技术涉及注浆料制备
，具体而言，涉及一种二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用和含有该粉体的快硬高强硫铝酸盐水泥基注浆料。

技术介绍

[0002]二次铝灰是铝加工产生的属于危险废物的二次灰渣，全国年产生量达到了约500万吨，其安全利用处置成为制约铝工业发展面临的关键问题，是国内外研究的热点。金属铝作为仅次于铁的第二大类金属，在航空、建筑、汽车等行业有着广泛的用途。据统计，中国在2019年金属铝产量高达3504万吨，每生产一吨金属铝就会产生110kg铝灰。二次铝灰来自于重熔一次铝灰或废杂铝回收金属铝过程产生的灰渣，二次铝灰以氧化铝、金属铝、盐熔剂及铁、硅、镁氧化物为主，含氮化铝、氟化物等有害物质，具有资源和污染双重属性。日本川岛集团与东海大学共同开发了利用二次铝灰生产AD粉(炼钢脱氧剂)技术，制订了日本工业标准《铝灰渣钢铁促进剂》(JIS.G 2402)。罗马尼亚国家冷冻和同位素技术开发所和土耳其科技大学研究了利用二次铝灰水解产氢回收氢能，伊朗科技大学研究了利用铝灰制备吸附剂、催化剂和催化剂载体。随着环保要求的日益提高，二次铝灰利用处置成为铝加工业亟待解决的问题，二次铝灰利用处置技术研发非常活跃。近5年我国受理的铝灰利用专利数达79项，其中以生产氧化铝(32％)、铝酸钙(23％)、炼钢助剂(22％)和生产建材(5％)等技术路线为主。水泥窑协同处置、制备炼钢脱氧剂/精炼剂是铝灰直接利用的典型，其中二次铝灰和添加量为50％～65％的氧化钙混合压制炼钢助剂的直接利用技术以中铝郑州研究院、浙江永记和兰溪博远为代表。二次铝灰利用更多的技术采用的是脱氮除盐后再利用，北京科技大学、中铝云南文山和浙江钰滔等采用水解脱氨、固氟后生产絮凝剂和高铝料。明泰铝业将铝灰除盐、脱氨后焙烧定向转化成活性氧化铝，四会市辉煌公司和立中集团熔制铝酸钙是铝灰火法利用的典型，重庆顺博等利用二次铝灰直接制砖，国外Ewais、Li等通过高温煅烧铝土矿制成高铝含量的铝酸钙水泥作为适应2000℃高温的耐火材料。Dai、Apelian等将铝灰加入硅酸盐类水泥砂浆中研究得出其抗折强度提高40％，抗压强度提高15％。国内张勇研究发现在二次铝灰中加入适量氧化镁可以将二次铝灰烧结制成镁铝尖晶石耐火材料。
[0003]二次铝灰利用技术虽然较多，但大部分存在一定的局限性，主要的问题还是针对二次铝灰资源化利用存在利用率低、能耗高、工艺复杂的问题。比如水泥窑协同处置、生产净水剂和耐火材料等处理量小，生产氧化铝和铝酸钙需预处理、成本高且带来废盐处理难题，制备炼钢助剂消耗大量氧化钙、产生大量更难处理的钢渣以及氟污染问题。可见，经济可行的规模化、全组分、绿色利用是二次铝灰等利用技术发展方向。基于以上分析，利用二次铝灰(Al2O3为主)、涉重污泥和建筑渣土(SiO2为主)资源属性互补特征，对二次铝灰协同涉重污泥和建筑渣土高温烧结，并将无害化处理后烧结渣料磨细作为矿物掺合料用在高强水泥基材料中，是实现二次铝灰的高值化利用的重要技术途径。
[0004]众所周知，21世纪是地下空间等岩土工程建设全面发展的时期，沿海城市拥有独
特的软土地基，而软土地基因其土体渗透性弱，抗剪强度很低，易触变、流变等特点对地下空间的建设带来许多难题。而快硬高强注浆料是地下空间工程的重要材料之一。硫铝酸盐水泥具有早强、快硬、高强、低碱度和耐腐蚀等优良特性。国内魏雪斐等将F10密胺系减水剂加入硫铝酸盐水泥中，成功制备满足海下石油储库建设中破碎岩体补强要求的注浆材料。王乾等将特制硫铝酸盐水泥应用到青岛胶州湾海底隧道围岩加固中。严国超等将PU加入SAC中研究得出掺加PU后明显提高SAC工作性能和早期力学性能。目前对于硫铝酸盐注浆料的使用并没有达到减碳排的目标，CO2的排放量和能耗依旧很高。
[0005]综上，正是由于二次铝灰协同涉重渣土高温烧结渣料中丰富的硅铝质物质，可以与硫铝酸酸盐水泥中的钙硅铝相协同以制备绿色低碳高强改性硫铝酸盐水泥基注浆料，从而实现对二次铝灰及协同固体废弃物的高值资源化利用途径。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的其中一个技术问题是提供一种二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用，以解决目前现有技术二次铝灰资源化利用率低、能耗高、工艺复杂的问题。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用，所述应用包括将二次铝灰与涉重建筑渣土混合后得到的渣料经过烘干和高温处理后得到烧结渣料，研磨得到磨细粉体，将所述磨细粉体添加到SAC注浆料中。
[0008]作为优选的方案，所述建筑渣土包括涉重污泥和建筑渣土，且所述涉重污泥、建筑渣土与所述二次铝灰的质量配比为52：30：18。
[0009]作为优选的方案，所述高温处理为将所述二次铝灰与建筑渣土混合后的混合物加入至1000
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1200℃的高温下进行烧结。
[0010]作为优选的方案，所述磨细粉体的粒径为10
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70μm。
[0011]本专利技术一种二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用通过将二次铝灰与涉重建筑渣土混合后进行高温烧结后磨细制备得到磨细粉体，将所述磨细粉体应用至SAC(硫铝酸盐水泥)注浆料中，等量取代SAC，制备快硬高强注浆料。将二次铝灰跟其他涉重建筑渣土配伍之后进行烧结，通过无害化的反应将二次铝灰与涉重建筑渣土二者混合烧结，将烧结料磨细得到细粉激发其活性，磨细粉体中含有建筑渣土中提供硅铝质物质和二次铝灰提供活性氧化铝相在高温状态形成具有一定活性的硅铝质物质，而快硬硫铝酸盐水泥的主要矿物组成正是以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要成分，因此将磨细粉体掺加到SAC注浆料可以为体系提供活性硅铝质矿物，从而很好地实现二者协同作用，并实现二次铝灰磨细粉体中有害物质氮化铝、氟化物及氟化钙的安全固结，从而降低其对环境的危害，最终制备得到力学性能好，体积稳定性强的绿色低碳快硬高强注浆料。
[0012]本专利技术要解决的另一个技术问题是，提供一种含有所述粉体的快硬高强硫铝酸盐水泥基注浆料，以解决常规注浆料力学性能、体积稳定性一般，且环境友好性差的问题。
[0013]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种含有所述粉体的快硬高强硫铝酸盐水泥基注浆料，所述水泥基注浆料由硫铝酸盐水泥、上述磨细粉体以及水组成。
[0014]作为优选的方案，所述硫铝酸盐水泥和上述磨细粉体的总质量与所属水质量的配比为1：0.45。
[0015]作为优选的方案，所述硫铝酸水泥总质量与所述粉体的配比为(19:1)～(4:1)。
[0016]作为优选的方案，所述SAC注浆料快硬硫铝酸盐水泥的粒径为2
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50μm。
[0017]本专利技术一种含有所述粉体的快硬高强硫铝酸盐水泥基注浆料通过将二次铝灰和涉重建筑渣土配伍后烘干高温处理并研磨后制备粉体，将粉体应用至注浆料中，用磨细粉体与快硬高强硫铝酸盐水泥与水制备得到高强注浆料，危险废物利用，并且制备得到的注浆料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用，其特征在于：所述应用包括将二次铝灰与涉重污泥及建筑渣土混合后得到的渣料经过烘干和高温处理后得到烧结渣料，研磨得到磨细粉体，将所述磨细粉体添加到SAC注浆料中。2.根据权利要求1所述的二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用，其特征在于：所述涉重污泥、建筑渣土与所述二次铝灰的质量配比为52：30：18。3.根据权利要求1所述的二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用，其特征在于：所述高温处理为将所述二次铝灰与涉重污泥及建筑渣土混合后的混合物加入至1000
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1200℃的高温下进行烧结。4.根据权利要求1所述的二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用，其特征在于：所述磨细粉体的粒径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴明芳，谢嘉磊，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：