一种多元固废综合利用制备地聚物低碳水泥的方法及应用与流程

本发明属于工业固废资源化利用领域，具体涉及一种多元固废综合利用制备地聚物低碳水泥的方法及应用。

背景技术：

1、盐化工、氯碱化工、煤化工、湿法冶炼、制药等行业的工业废水同时含有氯化钠、硫酸钠等混合溶质。如果直接进入蒸发结晶系统产生混盐，会产生大量的固体废弃物，后期处理成本较高。分盐是减少末端混盐产品的最佳途径，即在蒸发结晶前，将混合溶液的组分分离得到氯化钠和芒硝，可降低固废的处理成本。分盐得到的芒硝主要成分是十水硫酸钠，由于其纯度不高，含有较多杂质，因此其直接应用受限。

2、聚氯乙烯(pvc)是一种应用广泛的化工产品，电石渣由于运输成本高和电石渣本身杂质种类较多，其综合利用率不高，通常采用填埋或堆存处理。由于电石渣碱度大(ph＞12)，易造成地表和地下水污染，对生态环境造成较大破坏，因此电石渣亟需资源化处理。

3、粉煤灰是从燃煤烟气中捕集得到的细灰，属于燃煤电厂排出的主要固废。堆放的粉煤灰主要存在于产生量大但是使用量低的北方产煤发电区。如何进一步大宗利用新生粉煤灰和历史存放，是固废处理非常重要的战略需求。

4、微硅粉即硅灰，是电弧炉冶炼工业硅或硅铁合金时产生的固废，sio2是微硅粉的主要成分，含量一般都在80％-96％。由于微硅粉中的sio2含量高、粒度小、比表面积大、化学活性高，且具有质量轻、耐火度高、活性强等特点，因此被广泛应用于建筑和耐火材料等领域。但这些领域的应用较为粗放，并未将微硅粉的优异性能充分发挥。

5、中国发明专利申请cn114933427a公开了一种全工业固废基低碳水泥的制备方法。该发明的全工业固废基低碳水泥以钢渣、电石渣、石墨尾矿、铁尾矿和型砂为原材料，根据设计率值球磨、煅烧得到硅酸盐水泥熟料，然后，加入一定量石膏得到。该发明所得的水泥原材料主要由工业固废组成，其综合利用各种工业固废制备物理化学性能符合gb 175-2020《通用硅酸盐水泥》标准要求。

6、目前，水泥行业一吨熟料排放约0.85-0.90吨co2，碳排放主要来源于熟料生产。在现有技术条件下，进一步减排co2的潜力与弹性已十分有限。目前，充分使用工业固废制备地聚合物低碳水泥不仅可以消纳工业固废，还是水泥行业最直接的减碳方式。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供一种多元固废综合利用制备地聚物低碳水泥的方法及应用。

2、为了实现本发明目的，采用的技术方案如下：

3、一种多元固废综合利用制备地聚物低碳水泥的方法，包括如下步骤：

4、(1)将芒硝与水混合，加入电石渣，搅拌，得到混合物1；

5、(2)向混合物1中加入微硅粉，搅拌，烘干，得到复合激发剂干粉；

6、(3)将复合激发剂干粉和粉煤灰混合，得到地聚物低碳水泥。

7、优选地，步骤(1)中所述芒硝的主要成分为硫酸钠，所述硫酸钠与水的质量比为1-3:10，所述电石渣与硫酸钠的质量比为0.5-1:1。

8、优选地，步骤(1)中所述混合的时间为2-20min，混合的转速为100-200r/min，所述搅拌的时间为5-30min，所述搅拌的转速为100-200r/min。

9、优选地，步骤(2)中所述微硅粉与硫酸钠的质量比为0.25-0.6:1。

10、优选地，步骤(2)中所述搅拌的转速为100-200r/min，搅拌的时间为10-30min，所述烘干的温度为40-100℃。

11、优选地，步骤(3)中所述复合激发剂干粉和粉煤灰的质量比为1:2-4。

12、本发明另一个目的是提供上述方法制得的地聚物低碳水泥。

13、本发明再一个目的是提供上述方法制得的地聚物低碳水泥在矿坑填埋和道路铺设中的应用。

14、优选地，所述应用为地聚物低碳水泥和水按质量比1:0.35-0.45混合后，在矿坑填埋和/或道路铺设中的应用。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、(1)本发明使用工业固废制备地聚物低碳水泥替代传统水泥，不仅解决固废存放对环境造成的污染，减少了固废处理处理成本，还可减少水泥生产过程中产生的co2排放问题以及煅烧所需的大量能耗。

17、(2)与传统地聚物水泥使用酸、碱激发不同，本发明中制备地聚物低碳水泥使用的激发剂也全部来自工业固废，芒硝与电石渣通过化学反应得到硫酸钙和氢氧化钠，随后加入微硅粉获得硅酸钠，通过调节三者的质量比，获得不同比例的硫酸钙、氢氧化钠和硅酸钠，实现三种激发剂联合激发。

18、(3)本发明专利将激发剂做成干粉，与粉煤灰进行混合后直接销售，避免了传统地聚物水泥液体激发剂现场激发可能存在的一系列问题。

技术特征：

1.一种多元固废综合利用制备地聚物低碳水泥的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述芒硝的主要成分为硫酸钠，所述硫酸钠与水的质量比为1-3:10，所述电石渣与硫酸钠的质量比为0.5-1:1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合的时间为2-20min，混合的转速为100-200r/min，所述搅拌的时间为5-30min，所述搅拌的转速为100-200r/min。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述微硅粉与硫酸钠的质量比为0.25-0.6:1。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌的转速为100-200r/min，搅拌的时间为10-30min，所述烘干的温度为40-100℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述复合激发剂干粉和粉煤灰的质量比为1:2-4。

7.一种权利要求1-6任一项所述的方法制得的地聚物低碳水泥。

8.一种权利要求1-6任一项所述的方法制得的地聚物低碳水泥在矿坑填埋和/或道路铺设中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用为地聚物低碳水泥和水按质量比1:0.35-0.45混合后，在矿坑填埋和/或道路铺设中的应用。

技术总结本发明属于工业固废资源化利用领域，具体涉及一种多元固废综合利用制备地聚物低碳水泥的方法及应用。该地聚物低碳水泥的制备方法包括：(1)将芒硝与水混合，加入电石渣，搅拌，得到混合物1；(2)向混合物1中加入微硅粉，搅拌，烘干，得到复合激发剂干粉；(3)将复合激发剂干粉和粉煤灰混合，得到地聚物低碳水泥。在工业使用时，将一定质量比例的水和所得地聚物低碳水泥进行混合，可直接替代常规水泥进行施工。使用该方法制备的地聚物低碳水泥具有成本低廉、生产工艺简单、能耗低、绿色无污染、负碳减排的优势。技术研发人员：姜娟,牛强,郑宁受保护的技术使用者：内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29