【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机非金属材料制备领域，具体涉及一种低成本ca2sio4基水泥熟料的制备方法。
技术介绍
1、钙硅酸盐ca2sio4基材料可以用作水泥的熟料，用于改善水泥的性能和特性。这种材料可以提高水泥的强度、耐久性和化学稳定性，有助于减少水泥的用量并改善混凝土的工作性能，提高混凝土的抗渗性和耐久性。在建筑材料领域，ca2sio4基材料被广泛应用于水泥生产和混凝土工程中，以提高混凝土的质量和性能。
2、硅酸盐水泥熟料中的主要化学成分是cao，sio2，a12o3，fe2o3四种氧化物经煅烧后生成的多种矿物集合体。由于原料及生产工艺过程的差异，成分含量也会出现不同。ca2sio4是水泥熟料中的一个重要矿物组成,一般占熟料含量的20％左右,熟料中的ca2sio4并不是以纯的形式存在,而是ca2sio4与mgo、ai2o3、fe2o3等氧化物形成固溶体矿物,称为贝利特。而沙漠沙富集sio2，并含有少量的al2o3和fe2o3以及其他微量的氧化物，比如mgo、na2o、tio2、p2o5等，其成为制备水泥熟料ca2sio4基材料的有潜力的原料之一。
3、ca2sio4基水泥熟料的制备方法主要有固相法、溶胶-凝胶法、水热法等。最常用的固相法以sio2和caco3为原料，操作简单但制备时需要采取特殊的加工工艺，如添加稳定剂或急冷的冷却方式；溶胶凝胶法以(c2h5o)4si和ca(no3)2·4h2o为si源和ca源，克服了传统的燃烧法无法将si引入的困难,与高温固相法相比,凝胶燃烧法制备的ca2sio4的纯度较高，但
4、本专利技术选择以常见的鸡蛋壳和沙漠沙的粉末作为原料，采用放电等离子烧结技术来合成ca2sio4基材料，该工艺具有工艺简单、环保、节约成本且性能优异等优点，属于一种资源综合利用的方法。这种方法的好处或巧妙之处在于：实现了废物资源的再利用，减少了对环境的负面影响；相比传统材料制备方法，成本更低，节约了制备材料的成本，体现了对资源的有效利用和环保意识。
技术实现思路
1、针对工艺繁琐、成本高等问题，本专利技术提供了一种低成本ca2sio4基水泥熟料的制备方法，本专利技术采用以下技术方案来实现，包括步骤：
2、s1：将鸡蛋壳和沙漠沙分别研磨后，以无水乙醇为介质使得鸡蛋壳和沙漠沙按比例混合均匀，干燥，干燥后二次研磨；
3、s2：称取s1二次研磨后的混合粉末，置于模具中，放电等离子烧结；烧结后得到ca2sio4基水泥熟料。
4、特别地，所述s1中，首次研磨后，沙漠沙粉末的中粒径d50为4.4-4.8μm；鸡蛋壳粉末的中粒径d50为5.6-6.4μm。
5、特别地，所述s1中，干燥的温度为80-100℃，干燥时间≥6h。
6、特别地，所述s2中，放电等离子烧结时，目标温度≥1000℃。
7、特别地，所述s2中，放电等离子烧结达到目标温度后，保温时间为5-10min。
8、特别地，所述s2中，放电等离子烧结的升温速率为95-105℃/min。
9、特别地，所述s2中，所述模具为石墨模具，且以三明治的结构组装模具。
10、特别地，所述s2中，将混合粉末置于模具前，在模具中铺垫碳纸，将混合粉末和模具隔开。
11、特别地，所述s2中，放电等离子烧结时候抽真空。
12、特别地，所述鸡蛋壳和沙漠的质量比为3-4:2。
13、本专利技术的技术原理：
14、蛋壳主要成分是碳酸钙(caco3)，而沙漠沙主要成分是二氧化硅(sio2)。在高温下，碳酸钙会分解成氧化钙(cao)和二氧化碳(co2)。通过研磨成粉后混合蛋壳和沙漠沙，并在高温下进行煅烧，可以促进以下反应：
15、
16、
17、这个过程中，氧化钙与二氧化硅反应生成硅酸钙(ca2sio4)，也就是c2s。这种材料由于其高温稳定性和其他物理化学性质，在建筑材料、耐火材料等领域有广泛应用。
18、本专利技术的有益技术效果体现在以下方面：
19、(1)环保：利用废弃的鸡蛋壳和沙漠沙进行制备，实现了废物资源的再利用，减少了对环境的负面影响。
20、(2)节约成本：利用常见的鸡蛋壳和沙漠沙作为原料，相比传统材料制备方法，成本更低，节约了制备材料的成本。
21、(3)液相烧结：沙子中的二氧化硅在高温下可以发生液相烧结，有助于原料的熔化和烧结过程的进行。这种液相烧结作用可以提高水泥熟料材料的致密性和机械强度，改善其物理性能。
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1.一种低成本Ca2SiO4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的低成本Ca2SiO4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述S1中，首次研磨后，沙漠沙粉末的中粒径D50为4.4-4.8μm；鸡蛋壳粉末的中粒径D50为5.6-6.4μm。
3.根据权利要求1所述的低成本Ca2SiO4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述S1中，干燥的温度为80-100℃，干燥时间≥6h。
4.根据权利要求1所述的低成本Ca2SiO4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述S2中，放电等离子烧结时，目标温度≥1000℃。
5.根据权利要求4所述的低成本Ca2SiO4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述S2中，放电等离子烧结达到目标温度后，保温时间为5-10min。
6.根据权利要求1所述的低成本Ca2SiO4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述S2中，放电等离子烧结的升温速率为95-105℃/min。
7.根据权利要求1所述的低成本Ca2SiO4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述
8.根据权利要求1所述的低成本Ca2SiO4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述S2中，将混合粉末置于模具前，在模具中铺垫碳纸。
9.根据权利要求1所述的低成本Ca2SiO4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述鸡蛋壳和沙漠的质量比为3-4:2。
...【技术特征摘要】
1.一种低成本ca2sio4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的低成本ca2sio4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述s1中，首次研磨后，沙漠沙粉末的中粒径d50为4.4-4.8μm；鸡蛋壳粉末的中粒径d50为5.6-6.4μm。
3.根据权利要求1所述的低成本ca2sio4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述s1中，干燥的温度为80-100℃，干燥时间≥6h。
4.根据权利要求1所述的低成本ca2sio4基水泥熟料的制备方法，其特征在于，所述s2中，放电等离子烧结时，目标温度≥1000℃。
5.根据权利要求4所述的低成本ca2sio4基水泥熟料的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪飞，赵敏，高波，何智慧，侯小虎，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：
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