用于符合可持续发展原则的建筑的绿色水泥制造技术

本发明专利技术涉及“绿色”水泥，其可以是碳中性或碳负性的，可以通过使用进料组合物和作为粘合剂的具有蛋白黑素的酒糟水，在较低温(450℃-500℃)下制得，所述进料组合物包含：(i)TiO2、TaOxNy、TiOxNy、RuO2、Pt、TaO、带隙材料，或它们的第一混合物；(ii)Al2O3；和(iii)Ca2SiO2、MgSiO2、MnSiO2，或它们的第二混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于符合可持续发展原则的建筑的绿色水泥
本公开内容涉及用于制备水泥熟料的颗粒进料组合物及其应用；以及水泥和混凝土组合物。背景水泥是地球上最为广泛使用的物质之一。不幸的是 ，它也是最大的污染之一，占全部CO2散发的约5-7%。由水泥的制备而产生的CO2的主要来源有两个。第一个是由为了产生改变原料所需的极高(1450°C )窑温而燃烧的燃料导致的。第二个CO2的来源是由水泥的主要粘合剂石灰石的煅烧导致的。随着对全球变暖和符合可持续发展原则的建筑方法的关注，环境友好水泥在未来将变得甚至更加重要。新的粘合剂和加工方法可以降低在混凝土和砂浆的制备中产生的CO2的量。如今， 在大部分混凝土和砂浆中的粘合剂是普通波特兰水泥(OPC)，其是通过在极热(1450°C)的窑中加热石灰石和其它材料制得的。其它用于降低散发的通行方法包括在窑中使用可再生燃料、改善窑的效率以及添加飞灰和炉渣作为水泥替代物。尽管所述解决方案是有利的， 但它们还是具有缺点。例如，备选燃料的使用增加了成本，获得更多的窑效率将很可能受到限制，且当前的建筑规范限制了可以用于建筑工程中的OPC替代材料的量。因为全世界的管理机构提高了它们对减少人造CO2的关注，所以新的水泥替代物可以找到现成的市场，特别是因为水泥消费持续上升，尤其是在发展中国家中。然而，传统水泥的“绿色”替代物将需要以类似的成本具有类似于OPC的强度、操作性、耐久性和其它特性。这在发展中国家中是特别意义重大的，发展中国家将不愿或不能支付与传统产品相比额外成本太大的绿色替代物。此外，新的组合物应当至少具有波特兰水泥的类似性能。概述—方面，本公开内容提供了用于制备水泥熟料的颗粒进料组合物，所述组合物包含(i)Ti02、TaOxNy> TiOxNy> _、Pt、TaO、带隙材料或它们的第一混合物；(Ii)Al2O3 ； 和(iii)Ca2Si02、MgSi02、MnSiO2或它们的第二混合物；其中⑴、(ii)和(iii)分别以约 1:4:5的重量比存在于颗粒进料组合物中。本公开内容的另一个方面提供了水泥熟料，所述水泥熟料包含约40重量％的 Al2O3、约30重量％的SiO2、约10重量％的TiO2和约20重量％酒糟水。本公开内容的另一个方面提供了用于制备水泥熟料的方法以及根据本方法制备的水泥熟料，所述方法包括将颗粒进料组合物提供至水泥窑；并将水泥窑加热至在约 450°C至约550°C之间的温度历时一段适于形成水泥熟料的时间。本公开内容的另一个方面提供了用于制备水泥的方法以及根据本方法制备的水泥，所述方法包括向水泥窑提供颗粒进料组合物；将水泥窑加热至在约450°C至约550°C 之间的温度历时一段适于水泥熟料形成的时间；冷却水泥熟料；并将水泥熟料与一种或多种附加材料研磨以形成水泥。另一方面，本公开内容提供了水泥，其包含前述水泥熟料中的任何一种或多种。本公开内容的另一方面提供了混凝土，其包含前述水泥熟料中的任何一种或多种和骨料。前述的概述仅仅是说明性的，并且不意图以任何形式成为限制性的。除上述说明性的方面、实施方案和特征之外，其它的方面、实施方案和特征通过参考附图和以下的详细描述将变得明显。附图简述附图说明图1说明了本公开内容的所提议的方法之一的制备阶段。详细描述在以下的详细描述中参考了附图，所述附图形成了本说明书的一部分。在附图中， 除非在上下文中另有规定，否则相似的符号通常标志着相似的部分。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性的实施方案不意在具有限制性。可以利用其它实施方案，且在不脱离在此提出的主题的精神或范围的情况下，可以做出其它的改变。容易理解，如在此概述及在图中说明的本公开内容的各方面，可以以广泛的各种不同结构被安排、替代、组合、分离以及设计，所有这些均在此被明确地预期。本公开内容提供了使用酒糟水(例如、酿酒厂废水)制备水泥的方法以及由此方法制备的水泥和混凝土。在提议的方法中，可以使用材料如Ca2Si02、Al202、Ti02和酒糟水制备水泥。在酒糟水中存在的蛋白黑素在水泥制备过程中可以起到粘合剂的作用。提议的方法也通过吸附CO2而降低了大量在工艺中产生的C02。使用提议的方法，可以在低至450°C 的温度制备水泥，从而大大地降低能量消耗量。提议的水泥制备工艺不仅仅节省成本地使用工业废物酒糟水，而且它消除了为了除去此工业废物而所需的努力。一方面，本公开内容提供了一种用于制备水泥熟料的颗粒进料组合物，所述颗粒进料组合物包含(i)Ti02、T aOxNy, TiOxNy> RuO2, Pt、TaO、带隙材料或它们的第一混合物；(Ii)Al2O3 -M (iii) Ca2Si02、MgSi02、MnSiO2 或它们的第二混合物；其中⑴、(ii)和(iii) 分别以约1:45的重量比存在于颗粒进料组合物中。如本文所使用的术语“带隙材料”表示光电导的、光催化的和/或半导体材料。带隙材料的实例包括但不限于ZnO、Ge、GeO2, Sn、SnO2, S1、SiO2及它们的合金和混合物。在某些实施方案中，颗粒进料组合物包含(i)Ti02、TaO具、TiOxNy、或它们的第一混合物。在某些实施方案中，颗粒进料组合物包含(iii)Ca2SiO2。在某些实施方案中，颗粒进料组合物包含(iii)MgSiO2。在某些其它实施方案中，颗粒进料组合物包含(i)Ti02、(U)Al2O3和(iii) Ca2Si02、MgSi02、MnSi02、或它们的第二混合物。在某些其它实施方案中，颗粒进料组合物包含⑴Ti02、(U)Al2O3、和(iii)Ca2SiO2或MgSiO2或它们的第二混合物。在某些其它实施方案中，颗粒进料组合物包含(i)Ti02、(U)Al2O3、和(iii)Ca2Si02。在某些其它实施方案中， 颗粒进料组合物包含(i)Ti02、(ii)Al2O3'和(Iii)MgSiO20对于每种前述颗粒进料组合物的来源，例如，⑴、(ii)和(iii)，中值粒径可以小于约5μπι。同样，颗粒进料组合物本身可以具有小于约5μπι的中值粒径。在一个实施方案中，颗粒进料组合物还包含酒糟水。如本文所使用的术语“酒糟水”表示由醇的制备(例如，谷物发酵和蒸馏，或糖蜜发酵和蒸馏)和/或糖的加工(例如， 甘蔗或甜菜的加工)所以产生的废物。适合的谷物蒸馏可以使用的谷物包括但不限于稻米、大麦、玉米、黑麦、发芽大麦、发芽黑麦和小麦。当用于本文所述的组合物和方法中时，无论是以水溶液的形式或是以水已经基本上被除去了的干燥的废组合物的形式使用酒糟水， 酒糟水的重量是基于干基计算的。在酒糟水溶液中存在的其它元素(及它们的化合物)可以包括但不限于取决于酒糟水来源的工艺参数和地理而变量的C、H、O、K、Ca、Mg、S、N、P、 Fe、Mn、Zn、Cu、和Si。例如，由在印度的甘蔗处理得到的酒糟水可以具有与由在德国的大麦发酵和蒸馏得到的酒糟水不同的组成。在某些实施方案中，酒糟水包含蛋白黑素。如本文所使用的术语“蛋白黑素”表示高分子量非均相聚合物，其是当糖类和氨基酸类在高温和低水分活度下(通过梅拉德反应)化合而形成的；典型地在经历一些形式的非酶褐变(non-enzymatic browning)的食物加工中形成。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.20 IN 2074/CHE/20101.一种用于制备水泥熟料的颗粒进料组合物，所述颗粒进料组合物包含 (i)TiO2, TaOxNy, TiOxNy, RuO2, Pt、TaO、带隙材料，或它们的第一混合物；(Ii)Al2O3 ;和 (iii)Ca2Si02、MgSi02、MnSi02，或它们的第二混合物； 其中和(iii)以约1: 4 : 5的重量比分别存在于所述颗粒进料组合物中。2.根据权利要求1所述的颗粒进料组合物，所述颗粒进料组合物还包含酒糟水。3.根据权利要求2所述的颗粒进料组合物，其中所述酒糟水包含蛋白黑素。4.根据权利要求2所述的颗粒进料组合物，其中所述酒糟水包括酿酒厂酒糟水和/或来自糖的加工的酒糟水。5.根据权利要求2-4中任一项所述的颗粒进料组合物，其中所述进料组合物包含约95重量％至约98重量％的混合的(i)、(ii)和(iii)以及约2重量％至约5重量％的酒糟水。6.根据权利要求1-5中任一项所述的颗粒进料组合物，其中少于约15重量％的所述颗粒进料组合物具有大于约90 y m的直径。7.一种水泥熟料，所述水泥熟料包含约40重量％的Al2O3、约30重量％的SiO2、约10重量％的TiO2和约20重量％的酒糟水。8.一种用于制备水泥熟料的方法，所述方法包括 将根据权利要求1-6中任一项所述的颗粒进料组合物提供至水泥窑； 并将所述水泥窑加热至约450°...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰瓦萨哈雅姆·阿罗克伊亚多斯，
申请(专利权)人：英派尔科技开发有限公司，
类型：
国别省市：