专利名称：一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂及 其制备方法。
技术背景目前，我国电厂以灰场贮灰为主要堆存手段。据统计，至2000年底，我国粉煤灰渣堆 存量高达约12. 5亿吨，按每万吨粉煤灰渣需堆场约4-5亩计算，需要堆场约50-62. 5万亩， 这导致了大量土地被占用。其次，堆置或填埋的粉煤灰，其有害组分也很易于浸出而污染 土壤、地下水并导致水质硬度增加，破坏土壤和水体的生态平衡，威胁人类的健康。最后， 粉煤灰的水含量低颗粒细，风吹容易飞扬，处理不好易产生扬尘。在我国大多数城市，粉 煤灰是悬浮颗粒物的主要来源，造成区域性空气污染，危害人体健康。因此，高效利用粉煤灰是解决粉煤灰排放对环境与资源不利影响的重要发展方向。粉 煤灰的化学组成与粘土相似，其中Si02与A1A总量达到约70 90% (质量百分数)，且粉 煤灰内含有残余可燃物，可起内燃料的作用，从而可降低制品的生产热耗。因此，利用高 掺量粉煤灰代替粘土生产墙体材料，应该是将粉煤灰作为资源的一种有益的途径，从而减 少环境污染，资源与能源消耗，为全社会的节能与减排做出贡献。虽然，粉煤灰从理论上分析制备烧结制品是可行的，但在实际生产过程中为了获得良 好的性能，高掺量粉煤灰(>50%，质量百分数)烧结制品所需要的烧成温度高于普通粘土 砖的烧成温度。这主要是由于粉煤灰其化学组成尽管与粘土相似，但是粉煤灰是经高温煅 烧后的产物，其化学反应活性低于粘土。另一方面，由于粉煤灰的化学组成相对于粘土而 言是低Si02高AlA，因此，随着粉煤灰掺入量的增加，Si02含量相对降低，而A1A含量增 加，将导致A1A/Si02比值增大，坯体的耐火度亦随之增加。此外，粘土中含有一定量的碱 或碱土金属化合物，这些化合物易于在低温下产生液相，促进烧结。而粉煤灰中碱或碱土 金属化合物含量较少。此外，粉煤灰的矿物组成缺少粘土类矿物，因此粉煤灰属于瘠性料。在实际生产粉煤 灰烧结制品的过程中， 一般而言必须加入相当量的塑化料，提高粉煤灰的塑性，增加坯体 强度，最终获得适宜的烧结强度。综上所述，在基本上不改变现有生产工艺与生产条件的前提下，开发适于高掺量粉煤 灰烧结制品的添加剂对粉煤灰在烧结制品方面的应用具有重要意义。中国专利号为ZL 01123582.9的发明专利说明书中公开了一种磷石膏烧结砖的制备方法，其中磷石膏作为主 要原料，在砖坯中起骨料作用，未涉及磷石膏作为烧结促进组分。中国专利号为ZL 97103894.5的发明专利说明书中公开了一种磷渣烧结砖，其中磷渣作为主要原料之一，在 砖坯中起骨料作用，未涉及磷渣作为烧结促进组分。综上所述，上述发明专利说明书中没有考虑采用磷渣、磷石膏和硫酸渣混合作为烧结促进组分，提出适于现有生产工艺与生产条件的高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂及其制备方法。发明内容本发明的目的在于提供一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂及其制备方法，该方 法可改善粉煤灰可塑性，降低烧成温度，制备出具有良好物理力学性能、耐久性能和热工 性能的高掺量粉煤灰烧结制品。为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强 剂，其特征是它由烧结促进组分和增塑组分混合而成，增塑组分与烧结促进组分的质量比 为1: 0. 1 1;所述的烧结促进组分由磷渣、磷石膏和硫酸渣混合而成，磷渣磷石膏硫酸渣的质 量比为1: 0. 5 1. 5: 0. 5 1. 5;所述的增塑组分为页岩、煤矸石中的任意一种或二种的混合，二种混合时的配比为 页岩与煤矸石的质量比为1: 0.3 1。本发明的磷渣来源于电炉法制磷的黄磷矿场，化学组成满足(质量百分比)PA0.8 4.5%， Fe20:, 0.8 5.0。/。与F 2. 5 3.0%的要求。磷石膏来源于磷肥厂，化学组成满足(质 量百分比)PA 0. 5 3. 0%， FeA 0. 08 3. 0%， F 0. 05 0. 3%和SO330. 0 50. 0%的要求。 硫酸渣来源于生产硫酸的化工厂，化学组成满足(质量百分比)FeA20 50%。上述一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂的制备方法，其特征是它包括如下步骤1) 烧结促进组分的制备按磷渣磷石膏硫酸渣的质量比为l: 0. 5 1. 5: 0. 5 1.5，选取磷渣、磷石膏和硫酸渣；将磷渣、磷石膏和硫酸渣进行破碎，粉磨混合均匀，得 烧结促进组分；2) 增塑组分的制备按增塑组分为页岩、煤矸石中的任意一种或二种的混合，二种混 合时的配比为页岩与煤矸石的质量比为1: 0.3 1，选取；然后进行破碎，粉磨混合，得 增塑组分；3) 将烧结促进组分和增塑组分，按照增塑组分烧结促进组分的质量比为1: 0.1 1 的比例称量，搅拌均匀后得高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂。应用本发明的高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂采用内掺法等量代替粉煤灰重量的 15 30%。本发明的有益效果是第一，利用PO,和S042—与粉煤灰中的硅铝质矿物发生反应，促 使反应物断键，从而提高反应速度；其次，通过加入Fe2+， F,和Fe"与反应物形成低共熔 物，使物料在较低温度下出现液相，加速扩散和对固相的溶解作用形成固溶体使晶格活化， 使质点反应能力加强。最终，促进高掺量粉煤灰烧结制品在较低温度(900 105(TC)下烧 成，同时使高掺量粉煤灰烧结制品获得良好的物理力学性能，耐久性能和热工性能。第二， 增塑组分的掺入，有利于改善粉煤灰的塑性，便于高产掺量粉煤灰烧结制品的成型，降低 对生产条件的高要求。第三，本发明所采用原料，特别是烧成促进组分采用的均为工业固 体废弃物，有利于保护环境，节约资源，减少废弃物排放。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一歩阐明本发明的内容，但本发明的内容 不仅仅局限于下面的实施例。 实施例1:如图1所示， 一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂的制备方法，它包括如下步骤1) 烧结促进组分的制备按磷渣磷石膏硫酸渣的质量比为1: 0. 5: 1.5，将磷 渣、磷石膏和硫酸渣进行破碎，干燥，粉磨混合均匀(最大粒径《0. 1MM)，得烧结促进组分；2) 增塑组分的制备将页岩和煤矸石进行破碎，粉磨混合(最大粒径《0.3MM)，得增 塑组分；页岩与煤矸石的质量比为1: 1;3) 将烧结促进组分和增塑组分，按照增塑组分烧结促进组分的质量比为1: 0.4的 比例称量，搅拌均匀后得高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂。应用本发明的高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂采用内掺法等量代替粉煤灰重量 的20%进行高掺量粉煤灰的生产。采用的原材料配比为粉煤灰800Kg (质量百分比，80%);促烧增强剂200Kg (质量百分比，20%)。其中，烧结促进组分为57Kg，配比为磷渣19Kg;磷石膏10Kg;硫酸渣28Kg。增塑组分为143Kg，配比为页岩71. 5Kg;煤矸石71.5Kg。将通过计量的粉煤灰和促烧增强剂放入轮碾机碾练3 5分钟，加入适 量水继续碾练3 5分钟，陈化48小时，物料含水率控制在20%左右。采用挤出成型，在 氧化气氛中燃烧，烧成温度100(TC，可制得高掺量粉煤灰烧结制品。产品外观平整，颜色红润，收縮值为1.5%;抗压强度为18.7Mpa， 5h沸煮吸水率为 20%，饱和系数达到0.83。泛霜，石灰爆裂和冻融等指标均达到GB 510卜2003《普通烧 结砖》标准要求。实施例2:一种高惨量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂的制备方法，它包括如下步骤1) 烧结促进组分的制备按磷渣磷石膏硫酸渣的质量比为1: 1.5: 1.0，将磷 渣、磷石膏和硫酸渣进行破碎，干燥，粉磨混合均匀，得烧结促进组分；2) 增塑组分的制备将页岩和煤矸石进行破碎，粉磨混合，得增塑组分；页岩与煤矸 石的质量比为l: 0.5;3) 将烧结促进组分和增塑组分，按照增塑组分.烧结促进组分的质量比为1: 0.8的 比例称量，搅拌均匀后得高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂。本发明的高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂采用内掺法等量代替粉煤灰重量的25% 进行高掺量粉煤灰的生产。采用的原材料配比为粉煤灰750Kg (质量百分比，75%); 烧结促进剂250Kg (质量百分比，25%)。其中，烧结促进组分为111Kg，配比为磷渣 32Kg;磷石膏47Kg;硫酸渣32Kg。增塑组分为139Kg，配比为页岩93Kg;煤矸石46Kg。将通过计量的粉煤灰和促烧增强剂放入轮碾机碾练3 5分钟，加入适量水继续碾 练3 5分钟，陈化48小时，物料含水率控制在20%左右。采用挤出成型，在氧化气氛中燃烧，烧成温度100(TC，可制得高掺量粉煤灰烧结制品。产品外观平整，颜色红润，收缩值为1.5%;抗压强度为21.3Mpa， 5h沸煮吸水率为 19%，饱和系数达到0.82。泛霜，石灰爆裂和冻融等指标均达到GB 5101-2003《普通烧 结砖》标准要求。实施例3:一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂的制备方法，它包括如下步骤1) 烧结促进组分的制备按磷渣磷石膏硫酸渣的质量比为1: 0. 5: 0. 5，将磷 渣、磷石膏和硫酸渣进行破碎，粉磨混合均匀，得烧结促进组分；2) 增塑组分的制备将页岩和煤矸石进行破碎，粉磨混合，得增塑组分；页岩与煤矸 石的质量比为1: 0.3;3) 将烧结促进组分和增塑组分，按照增塑组分烧结促进组分的质量比为1: 0. 1的比例称量，搅拌均匀后得高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂。 实施例4:一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂的制备方法，它包括如下歩骤-1) 烧结促进组分的制备按磷渣磷石膏硫酸渣的质量比为1: 1.5: 1.5，将磷 渣、磷石膏和硫酸渣进行破碎，粉磨混合均匀，得烧结促进组分；2) 增塑组分的制备将页岩和煤矸石进行破碎，粉磨混合，得增塑组分；页岩与煤矸 石的质量比为l: 1;3) 将烧结促进组分和增塑组分，按照增塑组分烧结促进组分的质量比为1: l的比 例称量，搅拌均匀后得高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂。实施例5:一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂的制备方法，它包括如下步骤1) 烧结促进组分的制备按磷渣磷石膏硫酸渣的质量比为1: 0. 5: 1.5，将磷 渣、磷石膏和硫酸渣进行破碎，粉磨混合均匀，得烧结促进组分；2) 增塑组分的制备增塑组分为页岩，将页岩进行破碎，粉磨混合，得增塑组分；3) 将烧结促进组分和增塑组分，按照增塑组分烧结促进组分的质量比为1: 0.1的 比例称量，搅拌均匀后得高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂。实施例6:一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂的制备方法，它包括如下步骤1) 烧结促进组分的制备按磷渣磷石膏硫酸渣的质量比为1: 1.5: 0. 5，将磷 渣、磷石膏和硫酸渣进行破碎，粉磨混合均匀，得烧结促进组分；2) 增塑组分的制备增塑组分为煤矸石，将煤矸石进行破碎，粉磨混合，得增塑组分;3) 将烧结促进组分和增塑组分，按照增塑组分烧结促进组分的质量比为1: l的比 例称量，搅拌均匀后得高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂。
权利要求
1.一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂，其特征是它由烧结促进组分和增塑组分混合而成，增塑组分与烧结促进组分的质量比为1∶0.1～1；所述的烧结促进组分由磷渣、磷石膏和硫酸渣混合而成，磷渣∶磷石膏∶硫酸渣的质量比为1∶0.5～1.5∶0.5～1.5；所述的增塑组分为页岩、煤矸石中的任意一种或二种的混合，二种混合时的配比为页岩与煤矸石的质量比为1∶0.3～1。
2. 如权利要求l所述的一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂的制备方法，其特征 是它包括如下步骤1) 烧结促进组分的制备按磷渣磷石膏硫酸渣的质量比为1: 0.5 1.5: 0.5 1.5， 选取磷渣、磷石膏和硫酸渣；将磷渣、磷石膏和硫酸渣进行破碎，粉磨混合均匀，得烧结 促进组分；2) 增塑组分的制备按增塑组分为页岩、煤矸石中的任意一种或二种的混合，二种混 合时的配比为页岩与煤矸石的质量比为1: 0.3 1，选取；然后进行破碎，粉磨混合，得 增塑组分；3) 将烧结促进组分和增塑组分，按照增塑组分烧结促进组分的质量比为1: 0. 1 1 的比例称量，搅拌均匀后得高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂。
全文摘要
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂及其制备方法。一种高掺量粉煤灰烧结制品的促烧增强剂，其特征是它由烧结促进组分和增塑组分混合而成，增塑组分与烧结促进组分的质量比为1∶0.1～1；所述的烧结促进组分由磷渣、磷石膏和硫酸渣混合而成，磷渣∶磷石膏∶硫酸渣的质量比为1∶0.5～1.5∶0.5～1.5；所述的增塑组分为页岩、煤矸石中的任意一种或二种的混合，二种混合时的配比为页岩与煤矸石的质量比为1∶0.3～1。本发明可改善粉煤灰可塑性，降低烧成温度，制备出具有良好物理力学性能，耐久性能和热工性能的高掺量粉煤灰烧结制品。
文档编号C04B20/04GK101328033SQ20081004840
公开日2008年12月24日 申请日期2008年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者毛豫兰, 王耀城, 王迎宾, 松 穆, 龙 袁, 马保国, 翔 黄 申请人:武汉理工大学