一种高性能水泥混合材的制备方法技术

本发明专利技术提供一种高性能水泥混合材的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将锰渣经烘干机烘干，经球磨机或立式辊磨机磨至一定的细度，过0.08mm方孔筛筛余小于4.0；比表面积大于450m2/kg；(2)向过筛后的锰渣粉中加入沸石继续球磨得到水泥混合材，其中沸石的重量占混合物料重量的15％。该方法操作简单，使得锰渣得到了最大程度的资源化利用，避免了环境污染；采用该方法处理锰渣得到的锰渣粉各项性能符合国家标准，可替代目前市场上常用的粉煤灰、矿粉等水泥混合材，具有较强的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，该方法包括以下步骤：(1)将锰渣经烘干机烘干，经球磨机或立式辊磨机磨至一定的细度，过0.08mm方孔筛筛余小于4.0；比表面积大于450m2/kg；(2)向过筛后的锰渣粉中加入沸石继续球磨得到水泥混合材，其中沸石的重量占混合物料重量的15％。该方法操作简单，使得锰渣得到了最大程度的资源化利用，避免了环境污染；采用该方法处理锰渣得到的锰渣粉各项性能符合国家标准，可替代目前市场上常用的粉煤灰、矿粉等水泥混合材，具有较强的实用价值。【专利说明】
本专利技术提供，属于工业固体废物资源化利用
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技术介绍
锰渣是锰合金及高锰铁生产过程中排放的工业废渣，是以硅酸盐为主的熔融物、冷却粒状物。其化学成份主要是Si02、CaO、A1203、Fe2O3> MgO, MnO等，难以直接应用于水泥生产。目前利用锰渣的技术还不很全面成熟，冶炼过程中产生的大量锰渣多采取堆填处理，不仅占用大量土地，增加企业成本，并且堆填锰渣中的Mn、Cr元素在雨水的作用下很容易流失和污染水质。现有对锰渣的利用仅限于洗沙选锰、作为保温材料，且这些工艺落后，利用率太低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用锰渣制备高性能水泥混合材的方法，采用该方法处理锰渣得到的锰渣粉各项性能符合国家标准，可替代目前市场上常用的粉煤灰、矿粉等水泥混合材，具有较强的实用价值。本专利技术的基本构思:本专利技术采用物理激发和化学激发相结合对锰渣的活性进行激发，使锰渣的晶型发生改变。1、物理激发物理激发是指固体物质在`机械力作用下被粉碎，颗粒尺寸减小的同时引起晶格缺陷、畸变、结晶度降低甚至变为无定型物质的过程。它导致固体物质的性质变化，化学活性提高，降低与其它物质反应的条件，甚至诱发新的化学反应。物理激发对废渣的作用可以归纳为:(I)物理效应:颗粒和晶粒细化，产生裂纹，表观和真密度变化，比表面积增大；(2)晶态物质:产生晶格缺陷，晶格畸变，结晶度降低甚至无定形化，晶型转变；(3)化学变化:含结晶水或OH羟基的脱水，降低体系反应活化能，形成新化合物的晶核或结晶，形成合金或固溶体，化学键的断裂，体系发生化学变化。2、化学激发通过化学激发剂对废渣进行化学激发可使废渣的活性得到激发，使其水化后的强度得到提高。锰渣由于参与化学反应对水泥强度的贡献作用为锰渣的化学效应，包含玻璃体解体后自身发挥潜在水硬活性的水化反应和吸收熟料水化产物Ca(OH)2发生的火山灰反应，即锰渣的化学效应包含潜在效应和火山灰效应。实际上锰渣水泥的水化过程并不像理论模型那么简单，即使锰渣玻璃体解体后发生自水化反应的产物也可能再与Ca(OH)2继续反应，因此锰渣粉的这两种化学效应很难区分。再者，锰渣粉发挥潜在活性的水化作用也是在Ca(OH)2这种碱性介质的环境下，习惯上将与Ca(OH)2有关的反应统称为火山灰效应。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:，该方法包括以下步骤:(I)将锰渣经烘干机烘干，经球磨机或立式辊磨机磨至一定的细度，过0.08mm方孔筛筛余小于4.0 ；比表面积大于450m2/Kg ；(2)向过筛后的锰渣粉中加入沸石继续球磨得到水泥混合材，其中沸石的重量占混合物料重量的15%。所述步骤(2)中锰渣粉与沸石混合球磨时间由产品的细度来决定，只要能使得到的水泥混合材的粒度达到过0.08mm方孔筛筛余小于4.0 ;比表面积大于450m2/Kg的目标即可。为了提高球磨效率，球磨的温度控制在40?90°C。在本专利技术的方法中，采用烘干和球磨使得锰渣颗粒在强大机械力作用下受到剧烈的冲击，颗粒尺寸减小的同时内部结构发生破坏，产生晶格缺陷、晶格畸变，结晶度降低甚至无定形化；局部可能产生等离子体过程并伴随有受激电子发射，诱发物质间的化学反应，减低反应温度和活化能，因此提高了锰渣的活性。在本专利技术的方法中，选择了沸石作为化学激发剂。沸石是一种活性较强的水泥混合材，其中含有大量的活性Al3+，这些离子吸附在锰渣颗粒表面，增加了胶砂体系中核的数量，使锰渣很容易与浆体中的Ca(OH)2反应，这样就加速了熟料的水化过程及锰渣的火山灰反应。沸石结构非常疏散，内部物质结构重新调整，使得Al3+的释放能力改变，Al3+与锰渣水泥中的铝酸盐矿物迅速反应生成钙矾石，又使CH的浓度降下来，促进硅酸三钙、硅酸二钙的水化，进而保证火山灰活性的更完全激发，从而保证整个过程中胶砂体强度的稳定增长。本专利技术具有以下优点:本专利技术通过将废 弃锰渣烘干后通过球磨机磨细，激发其潜在活性，然后加入沸石作为化学激发剂继续球磨得到所需的锰渣粉。所制得的锰渣粉按标准试验，各项性能符合国家标准，能满足水泥混合材的技术要求，可替代目前市场上常用的粉煤灰、矿粉等水泥混合材。采用本专利技术可以使锰渣得到了最大程度的资源化利用，避免了环境污染，具有较强的实用价值。【具体实施方式】以下通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1将20吨锰渣经过烘干机烘干，烘干后的锰渣经球磨机球磨至粒度为通过0.08mm方孔筛筛余为3.8，比表面积为550m2/kg，过筛后的锰渣质量为19.9吨，向筛余后的锰渣粉中加入沸石，继续球磨，其中沸石占混合物料重量的15%。球磨时间为30min，球磨温度为60°C，球磨后的物料即为所需的锰渣粉。将得到的锰渣粉按照标准实验测定各项性能参数，结果如表I所示。表I锰渣粉的各项性能参数【权利要求】1.，其特征在于，该方法包括以下步骤:(1)将锰渣经烘干机烘干，经球磨机或立式辊磨机磨至一定的细度，过0.08mm方孔筛筛余小于4.0 ；比表面积大于450m2/Kg ；(2)向过筛后的锰渣粉中加入沸石继续球磨得到水泥混合材，其中沸石的重量占混合物料重量的15%。2.根据权利要求1所述的高性能水泥混合材的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中球磨后的水泥混合材的粒度为过0.08mm方孔筛筛余小于4.0 ；比表面积大于450m2/Kg。3.根据权利要求1所述的高性能水泥混合材的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中球磨的温度控制在40? 90°C。【文档编号】C04B7/147GK103435280SQ201310358857【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日【专利技术者】赵登霄 申请人:山西石工水泥有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能水泥混合材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将锰渣经烘干机烘干，经球磨机或立式辊磨机磨至一定的细度，过0.08mm方孔筛筛余小于4.0；比表面积大于450m2/Kg；(2)向过筛后的锰渣粉中加入沸石继续球磨得到水泥混合材，其中沸石的重量占混合物料重量的15％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵登霄，
申请(专利权)人：山西石工水泥有限责任公司，
类型：发明
国别省市：