阅读说明：本技术 固化垃圾灰式新型矿粉的制备方法 (Preparation method of novel solidified garbage ash type mineral powder ) 是由 谭纪林 华建军 华玉海 曹敏 牛成 张松 谭伟 徐学成 张会明 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明的固化垃圾灰式新型矿粉的制备方法,主要是将垃圾焚烧厂排出的垃圾飞灰用固化剂固化成的固化垃圾灰块状体,和生产镍产品厂排出的工业废渣镍渣,通过破碎按一定比例制成混合料,经干燥窑至100-200度反应成活性玻璃体以及C-(12)A-7和C-2S为主要矿物组成材料粉磨成的新型矿粉材料等步骤。能将堆积如山既污染环境又难以处理的固化垃圾灰块状体等其它工业废渣变废为宝,处理成完全可以替代资源短缺且价格不断上涨的矿渣粉使用的固化垃圾灰式新型矿粉产品。生产的新型矿粉产品的各种性能都能达到或超过矿渣粉的质量指标,是一种优质水泥和混凝土掺合料,在水泥和混凝土中最大掺入量可达60％,是一种变废为宝无害化处理的好方法。(The invention relates to a preparation method of solidified garbage ash type novel mineral powder, which is mainly characterized in that solidified garbage ash blocky bodies formed by solidifying garbage fly ash discharged from a garbage incineration plant by using a solidifying agent and industrial waste residue nickel slag discharged from a nickel product production plant are crushed according to a certain proportion to prepare a mixture, and the mixture is reacted into active glass bodies and C through a drying kiln at a temperature of between 100 ℃ and 200 DEG C 12 A 7 And C 2 S is a novel mineral powder material formed by grinding main mineral component materials. Can pollute the accumulated materials like a mountainThe solidified garbage ash blocky body which is difficult to treat in the environment and other industrial waste residues are changed into valuable, and the solidified garbage ash blocky body and other industrial waste residues are treated into a novel solidified garbage ash type mineral powder product which can completely replace mineral powder which is in shortage and has continuously rising price. The produced novel mineral powder product has various properties reaching or exceeding the quality index of the slag powder, is a high-quality cement and concrete admixture, has the maximum doping amount reaching 60 percent in the cement and the concrete, and is a good method for changing waste into valuables and performing harmless treatment.)

固化垃圾灰式新型矿粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种以固化垃圾灰和镍渣等工业废渣为原料而生产新型矿粉的方法，用该方法生产的新型矿粉能直接替代矿渣粉使用，属于环保或新材料领域。

背景技术

本发明涉及的固化垃圾灰和镍渣，其中的固化垃圾灰是垃圾焚烧厂排出的垃圾飞灰用固化剂固化成的固化垃圾灰块状体，称之固化垃圾灰，含有水分在20％左右，含有CaO、Al₂O₃和CaCl等化学成分，因为固化垃圾灰含有一定量的CaCl而不能直接用作生产建材产品，目前企业对固化垃圾灰只能花大量费用堆放农田和地下填埋造成严重环境污染。而目前矿渣粉是钢铁企业生产钢铁后排出的废渣(称之矿渣)，进行加工成矿渣粉，而钢铁企业是高能耗，高污染企业，是目前国家限制和关停的对象之一，也是目前很多小型钢铁企业都被禁止生产和关停。所以造成目前矿渣资源大量短缺，使矿渣和矿渣粉价格不断上涨，使多家利用矿渣生产的矿渣粉企业面临无货源和无利润或停产转型，同时，也对水泥企业和混凝土企业利用矿渣粉增加了水泥和混凝土成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述固化垃圾灰被堆放和填埋而既浪费又污染环境等问题，将固化垃圾灰等工业废渣制备成能代替矿渣粉而提供一种固化垃圾灰式新型矿粉的制备方法。

本发明所采用的基本原理是：具有胶凝性能的材料，破碎成细颗粒状，经水化反应，再把这种水化反应的固体材料通过干燥脱水，并且再粉磨成粉，仍然可以水化，水化产物仍然具有胶凝性能。在固化垃圾灰中加入废渣镍渣混合后，经水化反应，使各个颗粒之间就要产生一系列复杂的变化，这种变化的连续变化，就产生各种各样的水化矿物，把这种含水化矿物的材料脱水干燥和粉磨，就得到类似矿渣粉的活性玻璃体以及C₁₂A₇和C₂S为主要矿物组成的固化垃圾灰式新型矿粉材料。

本发明的固化垃圾灰式新型矿粉的制备方法，包括以下步骤：

⑴备料：将垃圾焚烧厂排出的垃圾飞灰利用固化剂固化成的固化垃圾灰块状体和生产镍产品厂排出的工业废渣镍渣分别堆放备用；

⑵破碎和配料：将固化垃圾灰块状体通过破碎机破成150目的颗粒材料按重量百分比计为90-95％，镍渣为5-10％的比例之和为100％的混合废渣；在含水环境中充分地混合分散均匀的固化垃圾灰混合料；

⑶干燥：将废渣固化垃圾灰混合料送入干燥窑中干燥反应至100-200度，水分为1.0％的活性玻璃体以及C₁₂A₇和C₂S为主要矿物组成的新型矿粉材料；

⑷粉磨：将干燥的活性玻璃体以及C₁₂A₇和C₂S为主要矿物组成的新型矿粉材料粉磨成比表面积大于400m²/kg的粉即为固化垃圾灰式新型矿粉。

实施本发明的固化垃圾灰式新型矿粉的制备方法，能将堆积如山既污染环境又难以处理的固化垃圾灰块状体等工业废渣变废为宝，处理成完全可以代替资源短缺且价格不断上涨的矿渣粉使用的新型矿粉。生产的新型矿粉产品的各种性能都能达到或超过矿渣粉的质量标准，是一种优质水泥和混凝土掺合料，在水泥和混凝土中最大掺入量可达60％，是一种变废为宝的对工业废渣进行无害化、减量化处理的好方法，还具有工艺先进合理、投资省、成本低、效益高，生产过程中无任何污染和无废渣排放等优点。

具体实施方式

实施例1：

本发明的固化垃圾灰式新型矿粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)、备料：将垃圾焚烧厂排出的垃圾飞灰用固化剂固化成的固化垃圾灰块状体和生产镍产品厂排出的工业废渣镍渣分别堆放备用；

(2)、破碎和配料：将固化垃圾灰块状体通过破碎机破成150目的颗粒材料按重量百分比计为95％、镍渣为5％的比例之和为100％的混合废渣，在含水环境中充分地混合分散均匀的固化垃圾灰混合料；

(3)、干燥：将固化垃圾灰混合料送入干燥窑中干燥反应至200度，水分为0.3％的活性玻璃体以及C₁₂A₇和C₂S为主要矿物组成的新型矿料材料；

(4)、粉磨：将干燥的活性玻璃体以及C₁₂A₇和C₂S为主要矿物组成的新型矿粉材料粉磨成比表面积415m²/kg的粉即为固化垃圾灰式新型矿粉。

实施例2

本发明的固化垃圾灰式新型矿粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)、备料：将垃圾焚烧厂排出的垃圾飞灰用固化剂固化成的固化垃圾灰块状体和生产镍产品厂排出的工业废渣镍渣分别堆放备用；

(2)、破碎和配料：将固化垃圾灰块状体通过破碎机破成150目的颗粒材料产按重量百分比计为90％，镍渣为10％的比例之和为100％的混合废渣，在含水环境中充分地混合分散均匀的固化垃圾灰混合料。

(3)、干燥：将固化垃圾灰混合料送入干燥窑中干燥反应至100度，水分为0.4％的活性玻璃体以及C₁₂A₇和C₂S为主要矿物组成的新型矿粉材料；

(4)、粉磨：将干燥的活性玻璃体以及C₁₂A₇和C₂S为主要砂物组成的新型矿粉材料粉磨成比表面积421m²/kg的粉即为固化垃圾灰式新型矿粉。

实施例3

将实施例1和实施例2经质量检测，用本发明的方法制备的固化垃圾灰式新型矿粉产品的各种性能都能达到或超过国家对矿渣粉规定的质量指标，其检测结果如表1所示：完全可以代替资源短缺且价格不断上涨的矿渣粉使用，是一种优质水泥和混凝土掺合料，在水泥和混凝土中最大掺入量可达到60％，表2是新型矿粉产品与替代部分水泥的物理性能对比检测结果。表3是新型矿粉产品掺入混凝土性能检测结果和成本比较表。

表1：

表2：

表3：

从表1-3中的数据可见，本方法制备的新型矿粉产品的性能能与矿渣粉相媲美，用本发明产品替代部分硅酸盐水泥、普通水泥、粉煤灰水泥、道路水泥、复合水泥使用其性能都远远超过矿渣粉水泥的质量。所以将本产品掺入到各品种水泥中，起到优势互补的成分，又能改变它们的不足之处，充分发挥它们的成分在水化中的功能，促使新型矿粉与水泥熟料的钙离子和硅酸根离子或粒子团结合成水合硅酸钙，又在充足的钙离子环境中水化C-S-H，既能填充水泥的空隙功能，又能粘结颗粒的功能，又能抑制住羟基钙石的形成，从而不会因羟基钙石的晶格转变，导致水泥强度下降。因此，在各品种水泥中加入新型矿粉时，能使水泥性能长期优于其矿渣粉的水泥。

本方法制备的新型矿粉是一种优质水泥和混凝土掺合料，在水泥和混凝土中最大掺入量可达60％，可改善水泥和混凝土性能，强度高、坍落度大，干缩率低，耐磨性能强，抗冻性好，并具有一定的补偿收缩功能和弹性模量高等特点，该水泥混凝土广泛应用在工业及民用等建筑工程，大体积混凝土施工、城市道路、桥梁、化学防腐工程等，与空白和矿渣粉混凝土相比，掺入新型矿粉的混凝土拌和物具有混凝土流动工作性更加优良，坍落度更大，流动性更好，有利于泵送混凝土施工，凝结时间延长，坍落度损失小，拌和物粘结性增强，不易分层离析，还能改善混凝土强度等级中加入粉煤灰拌和物过粘的缺点，可泵性好，混凝土泌水性减少，降低混凝土早期水化热，对减少混凝土沉降开裂有利。

本发明不应当被认为限制于上述的具体实施例，而应当理解为涵盖本发明的所有方面，适用于本发明的各种改进、等同的方法以及众多的结构和设备对本领域技术人员将会是显而易见的。