一种以钴渣为原料的低碱硅酸盐水泥及制备方法技术

本发明专利技术属于水泥生产技术领域，本发明专利技术提供的一种以钴渣为原料的低碱硅酸盐水泥及制备方法，包括以下步骤：S1、制备原料；S2、制备激发剂；S21、配制甲溶液；S22、配制乙溶液；S3、制备低碱硅酸盐水泥，本发明专利技术利用性能稳定、价格低廉的工业固废钴渣作为低碱硅酸盐水泥的混合材，并通过引入螯合剂和激发剂来提高和改善其活性，通过与熟料和石膏协同作用，制备低碱硅酸盐水泥，所制备的硅酸盐水泥的结构致密，性能优异，整个制备过程选用的原材料简单，不仅能够合成性能优异的硅酸盐水泥，而且有效解决了固废钴渣大量堆积引起的占用土地和环境污染等问题，为实现工业固体废弃物循环利用提供新的方式和思路。新的方式和思路。新的方式和思路。

【技术实现步骤摘要】
一种以钴渣为原料的低碱硅酸盐水泥及制备方法


[0001]本专利技术属于水泥生产
，具体而言，涉及一种以钴渣为原料的低碱硅酸盐水泥及制备方法。

技术介绍

[0002]通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。水泥行业属于高资源消耗的产品，各种尾矿综合利用制备水泥就显得十分重要。金属钴是国家的战略资源，但冶炼钴后的钴渣占用大量土地，浪费大量资金，还严重污染环境。尾矿中有钴、锌等金属是可以设法回收的。作为炼钴的钴渣，是湿法冶炼的工业渣。每年生成的各类钴渣有几百万吨之多，钴渣如果不加以充分利用，继续堆积，不但会造成环境污染，也是对资源的巨大浪费。钴渣的组成成分中含有大量的SiO2，CaO和Al2O3，这些物质都是进行火山灰反应的所必须的成分。在机械激发和复合激发等作用下，可以制备成绿色的胶凝材料。
[0003]作为有含钴的钴渣本身也有重要的回收价值，目前大多数的文献都是集中在如何回收和二次利用钴渣。
[0004]文献1(马菲菲，杨斌，窦强民。净化钴渣资源化利用，有色金属，2022(9):96
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116)针对新型试剂除钴工艺产生的有机钴渣存在锌高、钴低及回收难度大等问题，通过试验研究提出了钴渣水洗—转化—氧化浸出工艺回收锌、钴等有价金属的方法，并得到了最佳工艺参数。钴元素富集到10％以上，除钴试剂再生的可重复利用，工艺操作简单，可与湿法炼锌系统无缝衔接。
[0005]文献2(白鹏辉，张旭，刘锦，肖祥，刘梦宇，张云彭。湿法炼锌净化钴渣氧化沉淀法分离回收钴镍，有色金属工程。2022(12)60
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66)针对湿法炼锌产出的多金属钴渣，采用一段硫酸浸出—二段高钴渣中和进行处理，所得含钴较高的浸出液依次采用过氧化氢氧化除铁、锌粉置换除镉、除镍试剂除镍、过硫酸钠选择性氧化除锰、过硫酸钠氧化沉钴处理。结果表明：在硫酸浓度150g/L、温度80℃，浸出时间120min的最佳酸浸条件下，过硫酸钠沉钴率达到99.98％，钴渣含钴49.75％，沉钴后液返回湿法炼锌生产系统可回收金属锌，实现渣中金属资源的分离回收。
[0006]文献3(张红菊，王有臣，杜宁。镍钴渣钴回收工艺改进试验研究。中国有色冶金。2020(49)42
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45)利用湿法炼锌的副产钴渣约540t，进行多种氧化剂氧化沉钴的试验，确定镍钴渣单独酸洗
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高锰酸钾氧化沉淀法进行钴回收较其他方案优越。并对该工艺的试验流程及参数、工艺关键控制点等进行了阐述分析，试验结果表明该工艺流程短、生产效率高，每回收1t钴节约8万元药剂成本，且产品钴渣含钴较改进前工艺回收的钴渣提高了2倍，便于市场销售。
[0007]而在对钴渣在其它行业中的研究和应用近几年才开始有所开展，文献4(靖青秀，游威，黄晓东，王魏，张泽辉，张呈熙。水处理技术，2020(10)：28
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32)报道利用钴渣、河砂、Ca(OH)2、NaHCO3与锯末为原料，混匀后加入适量水混湿造粒(粒径为4～9mm)，先于105℃下烘
干2h，再转至烧结炉中在1125℃温度下烧结成型，保温1h，后随炉缓冷，制得陶粒，再利用钴渣基陶粒作为曝气生物滤池(BAF)的滤料，利用该种滤料的BAF对含氮磷模拟废水进行了处理，该滤料BAF可有效处理废水中氮磷。文献5(何伟.含钴渣、钢渣胶凝材料的制备与力学性能研究[D].安徽工业大学，2019，硕士论文)报道以改性矿渣微粉，钴渣作为主要原料制备胶凝材料，研究原料的比表面积对改性矿渣
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钴渣
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水泥复合胶凝材料的力学性能的影响。在含钴渣胶凝材料试样的制备与表征中发现:固定胶砂比和水胶比为1:1.5和0.5，随着钴渣加入量增加，试样的3天抗压和抗折强度呈现先增大后减小的趋势，而28天抗压和抗折强度均逐渐减小。钴渣加入量为30％，试样在3天抗压和抗折强度最大，分别为23.0MPa和5.5MPa。
[0008]目前的公开报道文献中，较少利用工业固废钴渣来作为硅酸盐水泥生产中的混合材，其中最主要的原因就是其活性较差，含有一定量的金属杂质，难以磨细，造成掺加后水泥的强度明显降低，严重制约钴渣作为混合材的大规模工业应用，因此需针对钴渣的综合利用范围，为整个的水泥行业提供一种性能可靠且价格低廉的固废原材料。

技术实现思路

[0009]为弥补上述不足，本专利技术的目的是提供了一种以螯合剂和激发处理后的钴渣为水泥混合材制备水泥的方法，与传统的混合材料不同的是通过添加钴渣，通过采用螯合剂和激发剂来提高其性能，制备普通硅酸盐水泥的方法。通过对固体废弃物钴渣的处理，屏蔽其中金属杂质的影响，并且通过激发剂的作用，可以快速激发钴渣中硅铝质材料矿物活性，与协同石膏生成的水化产物钙矾石和C
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S
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H、C
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A
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S
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H凝胶，充分发挥固废钴渣中材料的特性，以及利用石膏中的CaSO4·
2H2O增强效应制备具有胶凝性的水泥材料，以解决
技术介绍
中所提出的相关技术问题。
[0010]本专利技术是这样实现的：
[0011]一种以钴渣为原料的低碱硅酸盐水泥的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S1、制备原料，
[0013]将水泥熟料和石膏分别在一定的温度下进行干燥、磨细、和过筛，直到颗粒比表面积达到指定值为止，将一定细度的钴渣经过干燥处理后备用；
[0014]S2、制备激发剂，
[0015]激发剂溶液的配制分为甲、乙两部分溶液，需分别配制，然后将甲、乙两种溶液过滤后分别存放，在使用过程中，按一定质量比例将甲、乙两溶液均匀混合即可使用；
[0016]S21、配制甲溶液，
[0017]首先分别用去离子水溶解硫酸钠、六偏磷酸钠、PH值调节剂氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素制成四种溶液按一定质量比例均匀混合；
[0018]S22、配制乙溶液，
[0019]单独配制含一定浓度的聚羧酸盐溶液；
[0020]S3、制备低碱硅酸盐水泥，
[0021]将钴渣用螯合剂处理后，再将其与激发剂按一定比例混合均匀后磨细，另将制备的水泥熟料和石膏按一定比例配料后混合均匀，再将上述各种材料混合均匀即为所制备的低碱硅酸盐水泥。
[0022]进一步的，所述步骤S1中，将水泥熟料在105℃～110℃下经干燥、磨细和过筛，直至颗粒比表面积大于300m2/kg为止；
[0023]将石膏在75℃～80℃下经干燥、磨细以及过筛，直至颗粒比表面积大于300m2/kg为止；
[0024]将细度大于200目的钴渣，经过105℃～110℃干燥处理后备用。
[0025]进一步的，所述步骤S2中，甲、乙两溶液按质量比例为4：1的比例混合均匀使用。
[0026]进一步的，所述步骤S21中，用去离子水溶解硫酸钠、六偏磷酸钠、PH值调节剂氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素制成的四种溶液的质量比例为：1：1：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以钴渣为原料的低碱硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备原料，将水泥熟料和石膏分别在一定的温度下进行干燥、磨细、和过筛，直到颗粒比表面积达到指定值为止，将一定细度的钴渣经过干燥处理后备用；S2、制备激发剂，激发剂溶液的配制分为甲、乙两部分溶液，需分别配制，然后将甲、乙两种溶液过滤后分别存放，在使用过程中，按一定质量比例将甲、乙两溶液均匀混合即可使用；S21、配制甲溶液，首先分别用去离子水溶解硫酸钠、六偏磷酸钠、PH值调节剂氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素制成四种溶液按一定质量比例均匀混合；S22、配制乙溶液，单独配制含一定浓度的聚羧酸盐溶液；S3、制备低碱硅酸盐水泥，将钴渣用螯合剂处理后，再将其与激发剂按一定比例混合均匀后磨细，另将制备的水泥熟料和石膏按一定比例配料后混合均匀，再将上述各种材料混合均匀即为所制备的低碱硅酸盐水泥。2.根据权利要求1所述的一种以钴渣为原料的低碱硅酸盐水泥的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，将水泥熟料在105℃～110℃下经干燥、磨细和过筛，直至颗粒比表面积大于300m2/kg为止；将石膏在75℃～80℃下经干燥、磨细以及过筛，直至颗粒比表面积大于300m2/kg为止；将细度大于200目的钴渣，经过105℃～110℃干燥处理后备用。3.根据权利要求1所述的一种以钴渣为原料的低碱硅酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蓉娥，许元正，沈鹏，程全安，陈汉武，周贤凯，
申请(专利权)人：娲石水泥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：