一种固废基复合胶凝材料及其制备方法和应用

本发明涉及固体废物资源利用，尤其涉及一种固废基复合胶凝材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、煤矸石、电石渣、脱硫石膏和冶金固体废弃物的排放已经影响和制约了产业经济的高质量发展。因此我们需要在保证安全环保的前提下，加强大宗工业固废综合利用，这是缓解工业固废长期堆存带来的环境污染和安全隐患、提高资源利用率的重要措施，对于节约资源、推动水泥产业绿色高质量发展具有重要意义。

2、目前，普通硅酸盐水泥是使用最为广泛、技术发展最为成熟的胶凝材料，但由于需要消耗大量的矿产资源以及严重污染环境，绿色发展成为水泥行业的迫切需求。因此，亟需开发低成本、低排放生态水泥以满足市场的迫切需求。但在现有技术中生产快凝快硬硫铝酸盐水泥所用的基本原料是铝矾土、石灰石和石膏，而原材料成本上涨、铝矾土短缺以及环境破坏等问题使其发展受到多重限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种固废基复合胶凝材料及其制备方法和应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种固废基复合胶凝材料，由包含下列质量份数的原料制备得到：

4、复合胶凝熟料80～90份，二水石膏10～20份。

5、作为优选，所述复合胶凝熟料由下列质量份数的原料制备得到：

6、煤矸石12～24份、电石渣45～46份、脱硫石膏7～9份、铝灰19～29份、钢渣4～5份，水5～20份。

7、作为优选，所述煤矸石中al2o3的质量分数为28～35％，所述煤矸石中sio2的质量分数为28～35％；所述电石渣中cao的质量分数为68～75％。

8、作为优选，所述脱硫石膏中cao的质量分数为35～45％，所述脱硫石膏中so3的质量分数为45～55％。

9、作为优选，所述铝灰中al2o3的质量分数为55～65％。

10、作为优选，所述钢渣中cao的质量分数为30～40％，所述钢渣中fe2o3的质量分数为25～30％。

11、作为优选，所述复合胶凝熟料的制备方法包含下列步骤：

12、将煤矸石、电石渣、脱硫石膏、铝灰、钢渣和水混合后煅烧即得所述复合胶凝熟料。

13、作为优选，所述煅烧温度为1250～1350℃，所述煅烧的保温时间为40～80min。

14、本发明还提供了所述固废基复合胶凝材料的制备方法，包含下列步骤：

15、将复合胶凝熟料与二水石膏混合后球磨即得所述固废基复合胶凝材料。

16、本发明还提供了所述固废基复合胶凝材料在建筑材料中的应用。

17、本发明具有以下有益效果：

18、本发明提供的固废基复合胶凝材料，由包含下列质量份数的原料制备得到：复合胶凝熟料80～90份，二水石膏10～20份。经检测可知，本发明提供的固废基复合胶凝材料4h净浆强度最高达30.85mpa，28d最高可达84.78mpa，具有良好的工作性能和力学性能，同时具有较好的经济效益和碳排放效益。

19、本发明的复合胶凝熟料中选用的原料为工业固体废弃物，不但实现了大宗工业固废的资源利用，而且节约了大量矿产资源，使得生料成本大幅降低；电石渣、脱硫石膏等已具有足够的细度无需再次进行粉磨，因此生料磨出量可大幅提高，粉磨电耗大幅度降低，进一步降低了相关企业的固废处理成本，既能有效地避免因其大量堆积造成的环境污染、资源浪费等实际问题，还能通过对固废的销售实现一定的利润，弥补一部分成本，有助于降低相关企业的生产成本，提高企业的经济效益。

20、本发明还提供了所述固废基复合胶凝材料的制备方法，包含下列步骤：将复合胶凝熟料与二水石膏混合后球磨即得所述固废基复合胶凝材料。该制备方法不仅实现大宗工业固体废弃物的资源化利用和水泥行业的绿色发展，而且有利于降低环境污染、减少天然矿产资源的消耗、降低成本和提高资源利用率，具有显著的社会、环境和经济效益以及广阔的市场前景；复合胶凝熟料的烧成温度低，并且煤矸石中剩余的残留碳能够再次燃烧释放热量，使得煅烧能耗显著降低。这符合我国低碳绿色的工业化发展理念，实现了工业固废由“污染源”向“资源库”转变，让固废变废为宝。

21、本发明可以从根本上更大程度地同时使危险工业固废和一般工业固废减量化、稳定化、无害化与资源化利用，实现固废的综合性和高附加值利用，因此具有良好的实际应用特别是大规模工业化及产业化应用价值。

技术特征：

1.一种固废基复合胶凝材料，其特征在于，由包含下列质量份数的原料制备得到：

2.如权利要求1所述的固废基复合胶凝材料，其特征在于，所述复合胶凝熟料由包含下列质量份数的原料制备得到：

3.如权利要求2所述的固废基复合胶凝材料，其特征在于，所述煤矸石中al2o3的质量分数为28～35％，所述煤矸石中sio2的质量分数为28～35％；所述电石渣中cao的质量分数为68～75％。

4.如权利要求2或3所述的固废基复合胶凝材料，其特征在于，所述脱硫石膏中cao的质量分数为35～45％，所述脱硫石膏中so3的质量分数为45～55％。

5.如权利要求4所述的固废基复合胶凝材料，其特征在于，所述铝灰中al2o3的质量分数为55～65％。

6.如权利要求5所述的固废基复合胶凝材料，其特征在于，所述钢渣中cao的质量分数为30～40％，所述钢渣中fe2o3的质量分数为25～30％。

7.如权利要求1所述的固废基复合胶凝材料，其特征在于，所述复合胶凝熟料的制备方法包含下列步骤：

8.如权利要求7所述的固废基复合胶凝材料，其特征在于，所述煅烧温度为1250～1350℃，所述煅烧的保温时间为40～80min。

9.权利要求1～8任意一项所述固废基复合胶凝材料的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：

10.权利要求1～8任意一项所述的固废基复合胶凝材料在建筑材料中的应用。

技术总结
本发明属于固体废物资源利用技术领域，提供了一种固废基复合胶凝材料及其制备方法和应用，由下列质量份数的原料制备得到：复合胶凝熟料80～90份，二水石膏10～20份。本发明选用的原料为工业固体废弃物，不但实现了大宗工业固废的资源利用，而且节约了大量矿产资源，使得生料成本大幅降低；电石渣、脱硫石膏等已具有足够的细度无需再次进行粉磨，因此生料磨出量可大幅提高，粉磨电耗大幅度降低，降低了相关企业的固废处理成本，能有效地避免大量堆积造成的环境污染、资源浪费等实际问题。本发明提供的固废基复合胶凝材料4h净浆强度最高达30.85MPa，28d最高可达84.78MPa，具有良好的工作性能和力学性能。

技术研发人员：刘曙光,鲁肃,尹立强,闫长旺,殷丹丹,樊帅红,王萧萧,张菊
受保护的技术使用者：内蒙古工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15