大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料及其制备方法与流程

本发明涉及一般工业固体废弃物资源化利用领域，具体涉及大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料及其制备方法。

背景技术：

1、钢渣是炼钢排出的废渣，随着我国钢铁工业快速发展，钢渣产量大幅增加。按照每生产1t粗钢约产生0.12t钢渣估算，2021年我国的钢渣产生量约1.24亿吨。

2、磷石膏是湿法磷酸生产过程中排出的工业废渣，按照每生产1t磷酸产生4.5t磷石膏估算，2021年我国的磷石膏产生量约5500万吨。近年磷石膏的综合利用率虽有所上升，但综合利用量依然有限。

3、磷石膏和钢渣作为我国产生量大、利用量低的两种常见工业固废，其大量堆存不仅占用土地资源，更重要的是给生态环境带来很大的安全隐患。因此，合理、有效、快速的利用磷石膏和钢渣不仅是开展资源综合利用的关键之一，也是推动我国钢铁工业以及磷化工产业绿色低碳高质量发展的重要环节。

4、钢渣成分中含有cao、sio2、al2o3等可利用组分，磷石膏中含有二水硫酸钙组分，对其进行预处理后可替代天然石膏。因此将其进行资源化利用可以减少天然矿石资源消耗；将其开发成建筑材料应用，与建材行业协同构建循环经济产业链，替代水泥等建材可降低建材产品加工生产过程的能耗，将成为我国钢铁行业、磷化工行业和建材行业多产业协同发展，实现碳达峰碳中和目标任务的重要途径之一。

5、本申请的发明人经过深入研究，得到一种大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料，将其用于污泥固化时，得到的固化土可继续作为道路基层领域的工程应用。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服钢渣和磷石膏综合利用量低、产品性能不稳定的问题，目的是提供大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料及其制备方法，通过调整配比快速高效提高钢渣和磷石膏的综合利用量。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料及其制备方法，包括如下步骤：

4、对钢渣、矿渣和磷石膏原料进行筛分，获取通过80目筛下原料；

5、按如下配比分别称取钢渣组分、矿渣组分和磷石膏组分，混合均匀待用：

6、钢渣30％-50％

7、矿渣30％-50％

8、磷石膏10％-30％

9、添加剂0.5％-3％

10、称取水和添加剂组分，先将添加剂加入水中溶解均匀，然后将各组分分别加入净浆搅拌机中进行搅拌混合均匀待用。

11、采用上述技术方案，与现有技术相比，通过本发明，当钢渣掺量为38％、添加剂为2.5％、水灰比为0.48时，这种大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料的7d、28d抗压强度分别为19.4mpa、33.3mpa，在组分中不添加水泥或水泥熟料的情况下，已达到普通硅酸盐水泥胶砂强度325等级要求(28d抗压强度为32.5mpa)。安定性检验合格。

技术特征：

1.大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料是由不同行业多种工业废渣组合而成，所述多种工业废渣的种类与质量占比如下：

2.根据权利要求1所述的大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料，其特征在于，所述多种工业废渣的种类与质量占比如下：

3.根据权利要求2所述的大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料，其特征在于，所述大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料的初凝时间小于6h，终凝时间小于15h。

4.根据权利要求2所述的大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料，其特征在于，所述钢渣比表面积大于300m2/kg，矿渣比表面积大于350m2/kg，磷石膏比表面积大于300m2/kg。

5.根据权利要求2所述的大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料用于净浆试验时的水灰比为0.45-0.5，添加剂含量为胶凝材料的0.5%-2.5%。

6.根据权利要求5所述的大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料用于固化污泥时，污泥的含水率不应高于30%。

7.根据权利要求6所述的大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料用于固化污泥时，胶凝材料的掺量为10%-20%。

8.根据权利要求2-7中任一权利要求所述大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料用于污泥固化的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了大掺量钢渣复合磷石膏的低碳胶凝材料及其制备方法。该胶凝材料采用多种不同行业工业固废磷石膏、钢渣、矿渣及少量添加剂混合而成，得到的胶凝材料7天抗压强度可达18MPa，28天抗压强度可达33MPa。本发明利用不同工业固废材料之间的特性，在添加剂的激发作用下，胶凝组分发生水化反应并在不同阶段发挥强度，是一种力学性能好且可实现减污降碳协同效应的新型低碳胶凝材料。将其用于污泥固化时，得到的固化土可用于道路基层领域的工程应用。技术研发人员：石存兰,赵金平,冯小江,王弘书,陆庆秀,刘雪婧,许志钢,刘方圆受保护的技术使用者：中关村人居环境工程与材料研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/18