一种硅热法炼镁镁渣胶凝材料的匀质性碳化制备方法与流程

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种硅热法炼镁镁渣胶凝材料的匀质性碳化制备方法。

背景技术：

目前常用的炼镁方法为硅热法，硅热法炼镁镁渣是炼镁时排出的工业废渣，一般含有c2s、cao、mgo等成分。在我国，镁渣一般都是作为固废堆积填埋处理，造成极大的资源浪费。有研究将镁渣作为水泥掺合料使用，但该方法对镁渣的量利用不大，镁渣的最大掺和量仅为20％，未能充分利用镁渣中的成分，无法实现硅热法炼镁镁渣的大批量应用，并且有可能导致最终形成二次废渣。近年来，通过碳化工业废渣制备建筑材料的研究引起了研究者的广泛关注，也有利用co2碳化镁渣制备建筑制品，但往往需要添加较多的掺合料，如硅灰、粉煤灰、小苏打、水玻璃和水泥等，提高了制备成本，非常不利于镁渣作为建筑制品的应用与推广。另外，有研究利用镁渣碳化制备胶凝材料，但存在诸多问题：(1)碳化制备的镁渣胶凝材料中存在碳化不均匀现象，影响了镁渣胶凝材料的安定性，限制其作为建筑制品的应用；(2)碳化制备过程中可利用工业废气，但需要对处于中高温区域(100℃～200℃)的废气降温，存在能量浪费；(3)碳化时间通常为5h～10h，且需要后续在高温高压环境下蒸压，制作耗时长，效率低，条件苛刻，不利于推广应用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种硅热法炼镁镁渣胶凝材料的匀质性碳化制备方法。该方法将硅热法炼镁产生的镁渣出炉通过快速风冷提高水化活性，从而提高了养护水化后镁渣胶凝坯料中孔数量和孔分布均匀性，进而提高了后续碳化工艺均匀性，解决了镁渣胶凝材料反应时间过长、反应不均和内部反应不充分的问题，避免了镁渣胶凝材料中的碳化不均匀现象对安定性的不良影响，改善了镁渣胶凝材料的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种硅热法炼镁镁渣胶凝材料的匀质性碳化制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水拌合均匀至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于湿度50％～90％的养护室内，在常温20℃～25℃下养护3d～28d；

步骤五、将步骤四中经养护后的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料。

本发明将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后进行快速风冷得到冷却镁渣，镁渣中含量较多的α型硅酸二钙在快速风冷作用下可直接转化为水化活性较高的β型硅酸二钙，抑制了慢冷下水化活性低的γ型硅酸二钙的生成，即增加了β型硅酸二钙的含量，改变了镁渣的晶体结构，从而提高了镁渣的水化活性；然后将冷却镁渣球磨过筛，一方面将未完全磨细的大块煤渣筛除，有利于后续水化和碳化反应的均匀进行，同时，进一步细化冷却镁渣尺寸，提高了筛下物镁渣的比表面积，从而提高了筛下物镁渣的水化活性和碳化活性；再将筛下物镁渣与水拌合均匀并成型得到镁渣胶凝坯料并进行养护，在该常温高湿度养护条件下，镁渣胶凝坯料中仅水化活性较高的β型硅酸二钙才能够进行水化反应生成水化硅酸钙，而cao和mgo反应生成氢氧化钙和氢氧化镁，形成了更多的孔隙结构，有利于后续碳化反应的进行，且提高了养护后镁渣胶凝坯料中孔分布均匀性，再经碳化得到镁渣胶凝材料，大大提高了碳化均匀性，缩短了碳化时间，提高了生产效率。

现有技术中通常对镁渣胶凝材料进行蒸压养护，以促进水化和碳化反应的进行，同时通过提高温度和压力使得胶凝材料中的掺合料小苏打反应完全并释放二氧化碳，实现了进一步碳化，且蒸压养护条件下存在高温水蒸气，有效促进了γ型硅酸二钙的水化。而本发明通过快速风冷最大限度提高了镁渣中β型硅酸二钙的含量，抑制了水化活性低的γ型硅酸二钙的生成，因此无须通过高温水蒸气的存在促进γ型硅酸二钙的水化即可具有较高的水化活性，同时本发明碳化过程中采用高温热烟气，有利于促进γ型硅酸二钙的水化和碳化。因此，本发明采用常温高湿度养护方法，预先对镁渣中的β型硅酸二钙进行水化，形成了更多的孔隙结构，为碳化反应提供充足的气孔，且生成足量的水化硅酸钙、氢氧化钙和氢氧化镁，在碳化过程中充分与热烟气中的二氧化碳反应，大大提高了碳化均匀性，从而无需进行蒸压处理，进一步提高了生产效率，节约了能源消耗。

上述的一种硅热法炼镁镁渣胶凝材料的匀质性碳化制备方法，其特征在于，步骤二中所述球磨的转速为38r/min～58r/min，时间为20min～60min。该优选的球磨工艺促进了冷却镁渣的细化，节约了球磨工艺的能源消耗。

上述的一种硅热法炼镁镁渣胶凝材料的匀质性碳化制备方法，其特征在于，步骤二中所述过筛采用100目以上筛网。通过该优选限定，有效保证了筛下物镁渣的细化尺寸，使后续工艺中筛下物镁渣与水顺利混匀并聚集成团，同时提高了筛下物镁渣的比表面积，进一步提高了筛下物镁渣的水化活性和碳化活性。

上述的一种硅热法炼镁镁渣胶凝材料的匀质性碳化制备方法，其特征在于，步骤三中所述拌合采用的转速为55r/min～75r/min，时间为240s～300s。该优选的拌合参数既保证了筛下物镁渣与水的充分混匀并聚集成团，有利于后续成型的顺利进行，同时避免了拌合过度造成筛下物镁渣发生部分破碎、不利于后续均质化碳化过程的进行。

上述的一种硅热法炼镁镁渣胶凝材料的匀质性碳化制备方法，其特征在于，步骤三中所述筛下物镁渣与水的质量比为0.2～0.3:1。该优选的质量比保证了筛下物镁渣与水拌合聚集成团，且使得筛下物镁渣与水充分接触进行均匀地水化反应，有利于提高孔隙结构的均匀性，进而提高碳化均匀性。更优选第，筛下物镁渣与水的质量比为0.30:1。

上述的一种硅热法炼镁镁渣胶凝材料的匀质性碳化制备方法，其特征在于，步骤五中所述碳化的温度为140℃～150℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为20min～30min。该优选的碳化温度有利于提高镁渣胶凝坯料中γ型硅酸二钙以及β型硅酸二钙的碳化活性，尤其是γ型硅酸二钙的碳化活性得到大大提高，避免温度过低碳化不完全或温度过高导致的开裂，总体提高了镁渣胶凝坯料的碳化活性，促进了碳化反应的快速进行，保证碳化在20min～30min内完成，缩短了碳化反应时间；同时，避免了常规低温碳化时对工业热烟气降温对热烟气余热的浪费，节省了常规低温碳化后还需要后续蒸压氧化以进一步完善镁渣水化反应和碳化反应的工艺，避免了能源浪费。

本发明步骤一中风冷采用的装置为申请号201922210461.2的实用新型专利公开的水泥回转窑用风冷装置。

本发明中热烟气的成分以二氧化碳为主，其它成分为氮气和少量二氧化硫。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明将硅热法炼镁产生的镁渣出炉通过快速风冷提高水化活性，从而提高了养护水化后镁渣胶凝坯料中孔数量和孔分布均匀性，进而提高了后续碳化工艺均匀性，解决了镁渣胶凝材料反应时间过长、反应不均和内部反应不充分的问题，避免了镁渣胶凝材料中的碳化不均匀现象对安定性的不良影响，改善了镁渣胶凝材料的质量。

2、本发明采用风冷结合常温高湿度养护下水化的工艺，提高了水化后镁渣胶凝坯料中的孔分布均匀性，从而缩短了后续碳化时间，且无需后期蒸压处理，提高了生产效率，节约了能源消耗。

3、本发明采用的碳化温度区间为140℃～150℃，无须对工业废气降温，即可利用工业废气中的二氧化碳气体对水化后镁渣胶凝坯料中的孔进行成型，充分利用了工业生产中的热烟气能源，并消耗了工业热烟气中二氧化碳(温室气体)和其它酸性气体，绿色环保。

4、本发明的制备过程耗时缩短、容易实现，效率高，且制备的镁渣胶凝材料质量较好，有利于推广应用。

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1和对比例1～对比例3得到的镁渣胶凝材料的酚酞显色实验结果图。

图2为本发明实施例1得到的镁渣胶凝材料中晶体的成分比例柱形图。

图3为本发明对比例2得到的镁渣胶凝材料中晶体的成分比例柱形图。

图4为本发明对比例3得到的镁渣胶凝材料中晶体的成分比例柱形图。

图5为本发明实施例2得到的镁渣胶凝材料中晶体的成分比例柱形图。

图6为本发明对比例5得到的镁渣胶凝材料中晶体的成分比例柱形图。

图7为本发明实施例1得到的镁渣胶凝材料断面扫描电镜图。

图8为本发明对比例2得到的镁渣胶凝材料断面扫描电镜图。

图9为本发明对比例3得到的镁渣胶凝材料断面扫描电镜图。

图10为本发明实施例2得到的镁渣胶凝材料断面扫描电镜图。

图11为本发明对比例5得到的镁渣胶凝材料断面扫描电镜图。

具体实施方式

本发明实施例1～实施例4和对比例1～对比例5中的硅热法炼镁产生的镁渣均来源于榆林地区镁厂

实施例1

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；所述球磨的转速为45r/min，时间为30min；所述过筛采用100目筛网；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水在65r/min的转速下拌合均匀270s至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；所述筛下物镁渣与水的质量比为0.3:1；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于湿度50％～90％养护室内，在常温20℃～25℃下养护28d；

步骤五、将步骤四中经养护后的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料；所述碳化的温度为140℃～150℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为20min。

对比例1

本对比例包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；所述球磨的转速为45r/min，时间为30min；所述过筛采用100目筛网；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水拌合均匀至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；所述筛下物镁渣与水的质量比为0.3:1；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料；所述碳化的温度为140℃～150℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为20min。

对比例2

本对比例包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；所述球磨的转速为45r/min，时间为30min；所述过筛采用100目筛网；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水拌合均匀至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；所述筛下物镁渣与水的质量比为0.3:1；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于湿度50％～90％的养护室内，在常温20℃～25℃下养护3d；

步骤五、将步骤四中经养护后的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料；所述碳化的温度为50℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为20min。

对比例3

本对比例包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；所述球磨的转速为45r/min，时间为30min；所述过筛采用100目筛网；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水拌合均匀至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；所述筛下物镁渣与水的质量比为0.3:1；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于湿度50％～90％的养护室内，在常温20℃～25℃下养护28d；

步骤五、将步骤四中经养护后的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料；所述碳化的温度为50℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为20min。

对比例4

本对比例包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；所述球磨的转速为45r/min，时间为30min；所述过筛采用100目筛网；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水拌合均匀至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；所述筛下物镁渣与水的质量比为0.3:1；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于空气中养护28d；

步骤五、将步骤四中经养护后的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料；所述碳化的温度为140℃～150℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为20min。

将实施例1和对比例1～对比例4得到的镁渣胶凝材料进行酚酞显色实验，具体过程为：将镁渣胶凝材料切开，然后采用喷壶将酚酞酒精试剂喷洒在镁渣胶凝材料的切开断面上并等待2s～5s后观察，当断面呈紫红色时，说明镁渣胶凝材料中含有碱性成分，碳化反应未完全进行，当断面呈白色时，说明镁渣胶凝材料的碳化反应完全。

酚酞显色实验结果显示：对比例4得到的镁渣胶凝材料在切开过程中转化为粉状物，无法进行后续酚酞显色实验，而实施例1和对比例1～对比例3得到的镁渣胶凝材料酚酞显色实验结果如图1所示。

图1为本发明实施例1和对比例1～对比例3得到的镁渣胶凝材料的酚酞显色实验结果图，从图1可以看出，实施例1经湿度50％～90％、常温20℃～25℃养护28d后在140℃～150℃碳化得到的镁渣胶凝材料横截面中完全没有显现粉色，说明该镁渣胶凝材料完全碳化，而对比例1中未养护直接在140℃～150℃碳化得到的镁渣胶凝材料横截面局部点呈现粉色，说明镁渣胶凝材料未完全碳化，但碳化气体二氧化碳已经进入镁渣胶凝材料内部发生局部碳化；对比例2经湿度50％～90％、常温20℃～25℃养护28d后在50℃碳化得到的镁渣胶凝材料横截面中呈现深粉色，对比例3经湿度50％～90％、常温20℃～25℃养护28d后在50℃碳化得到的镁渣胶凝材料横截面中呈现粉色，说明在50℃碳化得到的镁渣胶凝材料无法完全碳化，即使延长蒸汽养护龄期，也仅仅能够提升碳化深度，而无法实现完全碳化。同时，对比例4在空气中养护28d后在140℃～150℃碳化得到的镁渣胶凝材料在切开过程中转化为粉状物，说明该镁渣胶凝材料的强度过低，没有实际应用价值，即空气养护无法得到合格的镁渣胶凝材料。

综上，本发明采用湿度50％～90％、常温20℃～25℃养护结合高温碳化的方法保证了镁渣胶凝材料的完全碳化。

实施例2

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；所述球磨的转速为45r/min，时间为30min；所述过筛采用100目筛网；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水在65r/min的转速下拌合均匀270s至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；所述筛下物镁渣与水的质量比为0.3:1；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于湿度50％～90％的养护室内，在常温20℃～25℃下养护3d；

步骤五、将步骤四中经养护后的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料；所述碳化的温度为140℃～150℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为20min。

对比例5

本对比例包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；所述球磨的转速为45r/min，时间为30min；所述过筛采用100目筛网；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水拌合均匀至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；所述筛下物镁渣与水的质量比为0.3:1；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于空气中养护3d；

步骤五、将步骤四中经养护后的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料；所述碳化的温度为50℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为20min。

分别将本发明实施例1～2和对比例2～3和对比例5得到的镁渣胶凝材料粉碎后进行x射线衍射实验，然后将得到的x射线衍射谱图中的主要谱线积分，得到镁渣胶凝材料中各种主要晶体的成分比例，并绘制成柱形图，如图2～图6所示，图2～图6中的斜硅钙石为β型硅酸二钙，原硅酸钙和橄榄石为γ型硅酸二钙；而镁渣胶凝材料中各晶体的晶型占比(％)结果如表1所示。

表1

表1中的γ-c2s代表γ型硅酸二钙，β-c2s代表β型硅酸二钙。

通过图3、图4、图6和表1可以看出，在50℃的碳化温度下，无论采用空气养护(对比例5)还是湿度50％～90％、常温20℃～25℃的养护(对比例2和对比例3)，镁渣胶凝材料的碳化产物碳酸钙的晶型均为方解石，且晶型占比约为16.6％～18.5％，说明低温养护的碳化效率较低；通过图2、图5和表1可以看出，在140℃～150℃(实施例1和实施例2)的碳化温度下，镁渣胶凝材料中碳酸钙的晶型占比分别为45.6％与40％，比50℃的碳化温度下(对比例2和对比例3)对应提高了近120％，说明高温碳化有利于促进了碳化气体二氧化碳与镁渣反应，有效提高了镁渣胶凝材料的碳化速率。

另外，通过图2～图6和表1可以看出，对比例5在空气中养护3d后在50℃碳化得到的镁渣胶凝材料中的c2s(硅酸二钙)含量最高，而其它样品(湿度50％～90％、常温20℃～25℃的养护)得到的镁渣胶凝材料中的c2s均较低，且大多存在氢氧化钙，说明湿度50％～90％、常温20℃～25℃的养护有效促进c2s转化为氢氧化钙，说明本发明采用高湿度常温养护促进了镁渣中的游离氧化钙与水反应生成氢氧化钙，避免了后续碳化反应时高温下坯料发生膨胀与开裂。

通过图2、图4和表1可以看出，实施例1与对比例3得到的镁渣胶凝材料中的β-c2s含量较低，而实施例1得到的镁渣胶凝材料中的γ-c2s含量为21.9％，较对比例3得到的镁渣胶凝材料中γ-c2s含量40.4％减少了几乎一半，说明在相同的蒸汽常温养护条件下，高温碳化不仅促进了β-c2s的碳化，还大幅促进了γ-c2s的碳化。

文石是由氢氧化钙与二氧化碳在110℃以上的较高温度下经过碳化反应生成，文石与方解石等成同质多象，在文石的晶体结构中，co3^2-按近似成六方最紧密堆积的方式排列，密度与硬度均大于方解石。本发明采用湿度50％～90％、常温20℃～25℃的养护促进了氢氧化钙的生成，且养护的时间越长，氢氧化钙的生成量越高，从而后续碳化过程中，氢氧化钙与二氧化碳充分反应，生成更多的文石。因此，在相同条件下，实施例1养护28d得到的镁渣胶凝材料较对比例1养护3d得到的镁渣胶凝材料中文石含量更高，也就具有更高的硬度。

综上，本发明的湿度50％～90％、常温20℃～25℃的养护促进了游离氧化钙转化为氢氧化钙，有利于β-c2s碳化反应的进行，同时结合高温碳化，促进了β-c2s和γ-c2s与二氧化碳的碳化反应，因此，在大幅度缩短镁渣碳化时间的同时，提高了碳化效率和镁渣胶凝材料的硬度。

分别将本发明实施例1～2和对比例2～3和对比例5得到的镁渣胶凝材料截取断面进行扫描电子显微镜观测，获得各断面的微观晶体形貌，结果如图7～图11所示，图中数字为对应断面中孔的孔径。

将图7和图9对比可以看出，对比例3中低温碳化(50℃)得到的镁渣胶凝材料断面较为疏松，孔数量多，且大型孔较多，说明低温碳化无法保证碳化反应的充分进行，而实施例1采用高温碳化(140℃～150℃)得到的镁渣胶凝材料断面孔数量较少，大尺寸孔数量也较少，说明高温碳化大幅度提高了镁渣胶凝材料的致密性，进而提高其强度。

将图8和图11对比可以看出，对比例2采用蒸汽常温养护促进了游离氧化钙转化为氢氧化钙，引起微观层面的体积膨胀，从而有效减少了大型孔的存在；将图7～图10对比可以看出，蒸汽常温养护时间的延长(对比例2和对比例3，实施例1和实施例2)，反而使得大型孔的数量增加，促进了水化硅酸钙的生成，引起微观层面的体积膨胀，提高了镁渣胶凝材料的强度，此时，孔周围的致密性也随着水化硅酸钙含量的增加而提高，进而提高了镁渣胶凝材料的硬度。同时，蒸汽常温养护时间的延长促进镁渣胶凝材料中孔隙数量和孔径的提升，为碳化气体二氧化碳扩散提供了更多的通道，提升了二氧化碳的扩散效率，使得二氧化碳进入坯体内部进行反应，从而提高了碳化反应的均匀性，缩短了碳化时间。

综上，本发明采用蒸汽常温养护提高了镁渣的水化程度和强度，增加了孔隙率，为后续碳化反应提供碳化通道，结合采用高温碳化方法，有效提高了碳酸钙的转化率，从而在未掺入其它碱激发剂和添加剂的前提下，在较短的碳化时间内提高镁渣胶凝材料的碳化均匀性和硬度。

实施例3

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；所述球磨的转速为38r/min，时间为60min；所述过筛采用100目筛网；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水在75r/min的转速下拌合均匀240s至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；所述筛下物镁渣与水的质量比为0.2:1；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于湿度50％～90％养护室内，在常温20℃～25℃下养护28d；

步骤五、将步骤四中经养护后的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料；所述碳化的温度为140℃～150℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为25min。

实施例4

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将硅热法炼镁产生的镁渣出炉后经风冷快速降温至室温，得到冷却镁渣；所述快速降温在2min内从出炉温度降至200℃再降至室温；

步骤二、将步骤一中得到的冷却镁渣放入球磨机中进行球磨，然后过筛，收集得到筛下物镁渣；所述球磨的转速为58r/min，时间为20min；所述过筛采用100目筛网；

步骤三、将步骤二得到的筛下物镁渣与水在55r/min的转速下拌合均匀300s至聚集成团，然后放入模具中成型，得到镁渣胶凝坯料；所述筛下物镁渣与水的质量比为0.3:1；

步骤四、将步骤三中得到的镁渣胶凝坯料放置于湿度50％～90％养护室内，在常温20℃～25℃下养护20d；

步骤五、将步骤四中经养护后的镁渣胶凝坯料放置于密闭容器中并通入热烟气进行碳化，取出后自然冷却，得到镁渣胶凝材料；所述碳化的温度为140℃～150℃，压力为0.05mpa～0.3mpa，时间为30min。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。