【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，尤其是涉及一种提高钢渣基碳化胶凝材料固碳量及活性的外加剂及其使用方法。
技术介绍
1、
2、相关研究表明，通过利用钢渣等含有游离氧化钙和游离氧化镁等碱性工业固废的加速碳酸化可以直接将co2以碳酸盐的形式永久固存，同时碳化有利于提升钢渣体积稳定性，推动钢渣资源化利用率的大幅提升，实现二氧化碳封存和钢渣资源化利用双重目的。然而目前国内大多钢铁企业的钢渣难以有效捕集二氧化碳，存在二氧化碳捕集效率低的问题。
3、基于此，如何提升二氧化碳捕集速率、增加钢渣固碳量则成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种提高钢渣基碳化胶凝材料固碳量和活性的外加剂，该外加剂能够有效提高钢渣的固碳量、活性指数和安定性。
2、本专利技术还提出了一种外加剂的制备方法。
3、本专利技术还提出了一种钢渣固碳方法。
4、本专利技术还提出了一种钢渣碳化胶凝材料。
5、本专利技术还提出了一种外加剂在制备固碳胶凝材料或固定二氧化碳中的应用。
6、本专利技术的第一方面，提供一种外加剂，按照重量份数计，制备原料包括：
7、
8、
9、根据本专利技术实施例的外加剂，至少具有如下有益效果：
10、(1)本专利技术提供的外加剂由乙二胺四乙酸二钠、碳酸钾、多元羧酸和溶剂组成，其能够通过羟基、羧基等极性基团
11、(2)本专利技术外加剂中添加的乙二胺四乙酸二钠，其可以直接溶解在水中形成配位体系，并和多元羧酸协同促进与钢渣中金属离子之间的络合反应，进而提高钢渣的稳定性和固碳性能。此外，多元羧酸和乙二胺四乙酸二钠的组合还有助于改善钢渣的粘度和流动性，使其更容易包裹和固定碳元素，有利于提高固碳量。
12、(3)本专利技术提供的络合组分(如乙二胺四乙酸二钠、碳酸钾、多元羧酸)仅需要添加少量(约钢渣重量的0.5％～1.5％)，固碳量和活性指数就能达到显著提高水平，如相对于未掺杂时固碳量提高20％～40％，钢渣3d活性指数可提高5％～17％，28d活性指数提高5％～10％，同时保证钢渣安定性合格。
13、在本专利技术的一些实施方式中，所述多元羧酸选自乙酸、2－羟基丁二酸、聚丙烯酸中的至少一种或两种。
14、在本专利技术的一些实施方式中，按照重量份数计，制备原料包括：
15、
16、在本专利技术的一些实施方式中，所述溶剂包括水。
17、在本专利技术的一些实施方式中，按照重量份数计，制备原料包括：
18、
19、2－羟基丁二酸作为一种含有羟基和羧基的有机酸，相对于聚丙烯酸具有更好的络合性能，可以与金属离子形成稳定的络合物，进而降低金属离子的活性，有助于提高钢渣的稳定性和固碳性能。而聚丙烯酸是一种高分子化合物，具有较强的吸附能力和粘结性，在固碳过程中，主要是通过改善钢渣的流动性和粘度，有利于提高对co2的捕获，从而提高固碳效果。
20、在本专利技术的一些实施方式中，所述外加剂用于co2捕集与封存。
21、本专利技术的第二方面，提供如第一方面所述的外加剂的制备方法，将所述外加剂的制备原料混合后即得。
22、根据本专利技术实施例的制备方法，至少具有如下有益效果：本专利技术的外加剂制备工艺简单、不需要复杂繁琐的操作，且成本低、安全性高。
23、本专利技术的第三方面，提供了一种钢渣固碳方法，将第一方面任一项所述的外加剂与钢渣接触，经碳化处理后即可。
24、在本专利技术的一些实施方式中，所述外加剂与所述钢渣的质量比为1：3～8；优选地，所述外加剂与所述钢渣的质量比为1：3～6。
25、在本专利技术的一些实施方式中，所述钢渣包含35％～42％ cao、25％～30％ fe2o3、10％～15％sio2、5％～8％ mgo、3～6％％al2o3、3％～4％ mno和1～2％ p2o5。
26、在本专利技术的一些实施方式中，所述钢渣包含38％～40％ cao、27％～30％ fe2o3、12％～15％sio2、5％～8％ mgo、3％～5％ al2o3、3％～4％ mno和1～2％ p2o5。
27、在本专利技术的一些实施方式中，所述钢渣的比表面积为300～400m2/kg。
28、在本专利技术的一些实施方式中，所述碳化处理的温度为30～70℃。
29、在该碳化温度范围内有利于碳原子与金属原子进行有效结合，提高固碳量。而高于该温度固碳量会出现下降，这是因为在高温下，虽然碳化反应速度较快，但可能导致过度碳化或者形成孤立的碳化物，反而影响了固碳效果。
30、在本专利技术的一些实施方式中，所述碳化处理的时间为0.5～2h。优选地，所述碳化处理的时间为0.5～1h。
31、在本专利技术的一些实施方式中，所述碳化处理的压力为0.02～0.04mpa。
32、在该碳化压力范围内，碳原子能够更容易地渗入到钢渣的表面和内部，形成均匀的碳化层，有助于提高固碳量。当低于该压力范围时，气体分子扩散能力明显减弱，碳原子往往难以有效地渗入材料表面或内部；而高于该压力范围时，易导致碳原子的过度聚集，形成大颗粒的碳化物，反而影响了固碳效果。
33、在本专利技术的一些实施方式中，所述碳化处理中co2浓度90％～100％。
34、当co2浓度低于该范围时，由于碳原子供应不足，易造成碳化反应缓慢，进而形成不均匀的碳化层，不利于固碳量的提高。
35、本专利技术的第四方面，提供了一种钢渣碳化胶凝材料，其制备原料包括第一方面任一项所述的外加剂和钢渣。
36、本专利技术的第五方面，提供了如第一方面任一项所述的外加剂在制备固碳胶凝材料或固定二氧化碳中的应用。
37、在本专利技术的一些实施方式中，所述固碳胶凝材料包括钢渣碳化胶凝材料。
38、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
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1.一种外加剂，其特征在于，按照重量份数计，制备原料包括：
2.根据权利要求1所述的外加剂，其特征在于，所述多元羧酸选自乙酸、2－羟基丁二酸、聚丙烯酸中的至少一种或两种。
3.根据权利要求2所述的外加剂，其特征在于，按照重量份数计，制备原料包括：
4.根据权利要求1～3任一项所述的外加剂，其特征在于，所述溶剂包括水。
5.如权利要求1～4任一项所述的外加剂的制备方法，其特征在于，将所述外加剂的制备原料混合后即得。
6.一种钢渣固碳方法，其特征在于，将权利要求1～4任一项所述的外加剂与钢渣接触，经碳化处理后即可。
7.根据权利要求6所述的钢渣固碳方法，其特征在于，所述碳化处理的温度为30～70℃；
8.一种钢渣碳化胶凝材料，其特征在于，制备原料包括如权利要求1～4任一项所述的外加剂和钢渣。
9.如权利要求1～4任一项所述的外加剂在制备固碳胶凝材料或固定二氧化碳中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述固碳胶凝材料包括钢渣碳化胶凝材料。
【技术特征摘要】
1.一种外加剂，其特征在于，按照重量份数计，制备原料包括：
2.根据权利要求1所述的外加剂，其特征在于，所述多元羧酸选自乙酸、2－羟基丁二酸、聚丙烯酸中的至少一种或两种。
3.根据权利要求2所述的外加剂，其特征在于，按照重量份数计，制备原料包括：
4.根据权利要求1～3任一项所述的外加剂，其特征在于，所述溶剂包括水。
5.如权利要求1～4任一项所述的外加剂的制备方法，其特征在于，将所述外加剂的制备原料混合后即得。
6.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：王小慧，张宾，骆庆伟，吕安晨，邓恺，林永权，
申请(专利权)人：华润水泥技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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