一种代替海上风电抛石的重质陶粒制造技术

本发明专利技术涉及一种重质陶粒，尤其是低碳、低成本、免烧结及免保湿养护、能大量处置多种固废、密度大的代替海上风电抛石的重质陶粒，包括以下组分：固废基胶凝材料、碳化钢渣粉、市政污水处理污泥，碳化钢渣粉包括以下组分：钢渣粉、水、EDTA

【技术实现步骤摘要】
一种代替海上风电抛石的重质陶粒


[0001]本专利技术涉及一种重质陶粒，尤其是低碳
、
低成本
、
免烧结及免保湿养护
、
能大量处置多种固废
、
密度大的代替海上风电抛石的重质陶粒
。

技术介绍

[0002]海上风电桩基防冲刷抛石防护是传统防护方法，通过机械或人工抛投块石
、
卵石等天然石料，在指定区域堆砌形成防护结构
。
通过合理搭配不同粒径级配的石块可达到反滤效果，阻止海床泥沙从块石缝隙流失，增加海床泥沙运移临界流速，从而达到防冲刷的作用
。
另外，抛石也可增大桩周附近局部糙率，减小水流流速
。
[0003]其缺点是，由于块石
、
卵石等天然石料级配不合理，无法达到连续级配，比重不高，易流失，容易形成二次冲刷，维护量大
。
块石
、
卵石等天然石料的开采和获取会破坏环境，也不便宜，需要
100
～
130
元每吨，一个稍微大点的风电场就需要抛石十几万吨，代价很大
。
[0004]众所周知，钢渣由于含铁，密度大，钢渣原渣密度为
3.2
～
3.8
，而块石
、
卵石等天然石料密度为
2.6
，密度相差比较大
。
而且钢铁行业碳排放量很大，减碳是一个迫在眉睫的需求
。
钢渣含钙量很大，碳化活性很高，可以用钢厂排放的二氧化碳来碳化钢渣粉
。
钢渣粉吸收二氧化碳后，密度会进一步增大，稳定性也会大大增强
。
[0005]中国大百科全书里记录了2个效应：复盐效应
+
硅四配位同构化效应
。
[0006]复盐是指由一种以上阴离子或
/
和一种以上阳离子组成的盐类，即至少含有三种以上的不同离子基团
。
其重要特征是能通过多种离子基团的组合，使体系内的电子轨道运动状态取得最低的能级
。
形成过程是体系能态降低的过程，属于放热过程，因此许多活泼离子可以通过复盐的形成，使其在水中的溶解度大幅度下降，从而被固定下来
。
[0007]常见的复盐矿物
[0008]①
钙矾石
AFt——3CaO
·
Al2O3·
3CaSO4·
32H2O,
在碱性条件下溶度积为
10
‑
111.6
，
[0009]②
Friedel
’
s
盐
——
双层金属氢氧化物
,
又被称为
Ca
‑
Al
水滑石，
3CaO
·
Al2O3·
CaCl
·
10H2O
，常温
Ksp
＝
10
‑
27.1
[0010]③
C
‑
S
‑
H(
硅酸钙
)
凝胶
xCaO
·
SiO2·
yH2O
[0011]④
黄钾铁矾
——KFe3(OH)6(SO4)2，溶解度为
10
‑
93.21
[0012]⑤
水铝矿石
——
溶解度为
10
‑
94.75
[0013]钙矾石复盐形成具有纳米直径的针棒状晶体从而对硬化体具有增强增韧效应
。
[0014]硅氧四面体在解聚
、
迁移和再聚合的过程中会使三价或五价离子进入硅氧四面体网络结构，并使其形成具有四个氧配位的四面体，与硅氧四面体以顶角相连
。
而活泼的一价或二价的阳离子或阴离子则被捕获进入网络体的空隙间平衡电荷而被稳定化
。
[0015]基于上述2个效应，可用矿渣
、
钢渣和脱硫石膏粉磨后制成固废基胶凝材料
。
[0016]污水处理厂从本质上看也是个高耗能产业，曾经一味堆填污泥的形式更是浪费了大量的资源和土地，还对生态环境造成了额外的冲击
。
即使从碳排放的角度来看，污泥处置的必要性也是存在的，污泥焚烧技术是高能耗高碳排放高成本的工艺
。
[0017]为了能够大量处置钢渣
、
污泥等固废，并降低海上风电桩基防冲刷抛石防护费用
。
有必要制备一种低碳
、
低成本
、
免烧结及免保湿养护
、
能大量处置多种固废
、
密度大的代替海上风电抛石的重质陶粒
。

技术实现思路

[0018]本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种代替海上风电抛石的重质陶粒，使用茶皂素
、EDTA
来进一步提升二氧化碳吸收量，达到提高钢渣粉二氧化碳吸收量，即低碳的目的
。
[0019]本专利技术采用的技术方案是：一种代替海上风电抛石的重质陶粒，包括以下重量百分比的组分：
[0020]固废基胶凝材料
60
％
[0021]碳化钢渣粉
20
％
[0022]市政污水处理污泥
20
％
。
[0023]进一步的，所述的固废基胶凝材料包括以下重量百分比的组分：
[0024]矿渣颗粒
60
％
[0025]钢渣颗粒
28
％
[0026]脱硫石膏
12
％
。
[0027]制备固废基胶凝材料时，将下面3种固废矿渣颗粒
、
钢渣颗粒和脱硫石膏用立磨磨细至比表
420m2/g
，再用管磨磨细至比表
580m2/g
，制备成固废基胶凝材料
。
所得的固废基胶凝材料物理力学性能和普通硅酸盐
425
水泥物理力学性能一致
。
[0028]进一步的，所述碳化钢渣粉包括以下重量百分比的组分：
[0029][0030][0031]制备碳化钢渣粉时，先将钢渣粉磨细至比表为
380m2/g
，随后加入钙离子强效螯合剂
EDTA
‑
2Na
和二氧化碳吸收剂茶皂素以提高二氧化碳吸收量，然后用钢厂石灰窑排出的烟气碳化钢渣粉，烟气中二氧化碳浓度为
22
％，碳化时间为
8h。
[0032]进一步的，所述的矿渣颗粒和钢渣颗粒均为钢厂炼铁产生的废弃物，钢渣颗粒经过热焖工艺处理；
[0033]所述的脱硫石膏为电厂脱硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种代替海上风电抛石的重质陶粒，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：固废基胶凝材料
60
％碳化钢渣粉
20
％市政污水处理污泥
20
％
。2.
根据权利要求1所述的重质陶粒，其特征在于，所述的固废基胶凝材料包括以下重量百分比的组分：矿渣颗粒
60
％钢渣颗粒
28
％脱硫石膏
12
％
。3.
根据权利要求1所述的重质陶粒，其特征在于，所述碳化钢渣粉包括以下重量百分比的组分：
4.
根据权利要求2所述的重质陶粒，其特征在于，所述的矿渣颗粒和钢渣颗粒均为钢厂炼铁产生的废弃物，钢渣颗粒经过热焖工艺处理；所述的脱硫石膏为电厂脱硫石膏，含水率为
18
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建辉，刘小泉，顾磊，易世彬，虞犇，韦超，张进，
申请(专利权)人：常州绿玛特建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：