一种全固废基混凝土复合矿物掺合料及其制备方法与流程

本发明涉及掺合料制备，尤其涉及一种全固废基混凝土复合矿物掺合料及其制备方法。

背景技术：

1、混凝土中的掺合料是一类能够改善混凝土性能的天然或人工的细分硅质粉状料，是高强度混凝土和高性能混凝土的必要组成材料，也被称为混凝土的第六组分材料，由于这类材料通常具有潜在的火山灰活性，能与石灰、消石灰等钙质材料加水拌合后，能够凝结硬化进而产生强度，或与水泥水化生成的氢氧化钙起反应，生成具有胶凝能力的水化产物，能改善混凝土性能，节约用水，调节混凝土强度等级，市场需求巨大。

2、随着绿色高性能混凝土的发展，矿物掺合料已成为混凝土不可或缺的组分之一，而我国工业固废排放量极其庞大，全国每年会产生大量的金属尾矿、矿渣、钢渣、炉渣、锂渣等工业固体废弃物，相关固废排污企业不仅要提供专门场地建立堆场，还要承担大额的环保排污税，而且会对周围环境造成污染，影响周围居民的生命健康，工业固废大量消耗利用已经迫在眉睫。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种有效解决尾矿及冶金固废处理难题，缓解我国混凝土矿物掺合料来源匮乏的矛盾，有助于实现经济和社会效益统一。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供的一种全固废基混凝土复合矿物掺合料，包括以下按质量配比的组分：矿渣50-70份，金属尾矿10-20份，粉煤灰0-10份，钢渣5-20份，镍铁渣0-5份，锂渣0-5份，窑灰0-5份，矿物活性激发剂0.5-5份，助磨剂0.05-0.5 份。

4、本发明优选地技术方案在于，所述金属尾矿包括金尾矿、银尾矿、铜尾矿、铁尾矿、铅锌尾矿、钨尾矿、钼尾矿和钛尾矿。

5、本发明优选地技术方案在于，所述活性激发剂包括硅酸钠、聚合铝硅酸钠、碳酸钠、铝酸钠、硅酸钾、碳酸钾、铝酸钾、铝酸钙、氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟硅酸镁、六偏磷酸钠、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化锂、氧化钙、氧化镁、硫酸钠、硫酸铝、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钙、硫酸铝钾中的任意一种或多种的混合。

6、本发明优选地技术方案在于，所述助磨剂包括醇类、胺类、木质素磺盐酸类、脂肪酸及其盐类、烷基磺酸盐类、聚羧酸盐类中的任意一种或多种的混合。

7、本发明优选地技术方案在于，所述助磨剂包括丙二醇、二甘醇、乙二醇、丙三醇、二乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三乙醇胺和三异丙醇胺中的任一种或多种的混合。

8、一种全固废基混凝土复合矿物掺合料制备方法，包括以下步骤：

9、s1：将矿渣、金属尾矿、粉煤灰、钢渣、镍铁渣、锂渣和窑灰分别烘干，并破碎至5mm以下颗粒；

10、s2：将规定量的矿渣、钢渣、镍铁渣和活性激发剂加入至搅拌机中进行搅拌获得混合物，其中搅拌时间为2min；

11、s3：采用雾化方式向s2中加入指定量的助磨剂，并搅拌均匀；

12、s4：将s3中搅拌均匀后的物料转移至球磨机中，研磨30min-90min；

13、s5：向s4中加入规定量的金属尾矿、粉煤灰、锂渣和窑灰，继续研磨 10min-60min，从而获得全固废基混凝土复合矿物掺合料。

14、本发明优选地技术方案在于，所述全固废基混凝土复合矿物掺合料的比表面积≥450m2/kg，45μm方孔筛余≤10％。

15、本发明优选地技术方案在于，所述全固废基混凝土复合矿物掺合料的含水率≤1.0％，其中三氧化硫含量≤3.5％。

16、本发明的有益效果为：1.本发明以矿渣为原料，辅以各类大宗工业废渣，通过添加活性激发剂和助磨剂，采用物理激发与机械-化学联合激发工艺制备获得全固废基混凝土复合矿物掺合料，制备工艺简单易行，绿色环保，环境效益和经济效益显著，适合大规模工业化生产；

17、2.本发明利用固体废弃物制备的复合矿物掺合料比表面积大，活性高，能够有效改善混凝土体系的微细颗粒体系的级配组成，有效增加混凝土密实度，改善混凝土工作性及耐久性，降低了混凝土的高耗能和制备成本；

18、3.本发明采用分步粉磨工艺，提高了全固废基混凝土复合矿物掺合料生产粉磨效率，优化了各组分材料间颗粒级配分布，提升了微粉水化反应活性；

19、4.本发明中矿渣使用量达到原料总量的50％以上，并辅以金属尾矿、粉煤灰、钢渣和炉渣的用量之和超过了原料总量的90％以上，充分解决了我国工业固废排放量极其庞大，相关固废排污企业不仅要提供专门场地建立堆场，还要承担大额的环保排污税，而且会对周围环境造成污染，影响周围居民的生命健康的问题；有效缓解我国混凝土矿物掺合料来源匮乏的矛盾，符合国家资源节约和环境保护导向要求，有助于实现经济效益和社会效益的统一，降低了固体废弃物对生态环境造成的污染，减少土地占用面积，实现绿色可持续发展；

20、5.本发明可作为水泥、混凝土的掺合料广泛应用于建筑、路桥等建筑领域，创造经济价值，实现尾矿资源循环再利用。

技术特征：

1.一种全固废基混凝土复合矿物掺合料，其特征在于：包括以下按质量配比的组分：

2.根据权利要求1所述的一种全固废基混凝土复合矿物掺合料，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种全固废基混凝土复合矿物掺合料，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种全固废基混凝土复合矿物掺合料，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种全固废基混凝土复合矿物掺合料，其特征在于：

6.根据权利要求1-5所述的一种全固废基混凝土复合矿物掺合料制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种全固废基混凝土复合矿物掺合料制备方法，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的一种全固废基混凝土复合矿物掺合料制备方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种全固废基混凝土复合矿物掺合料，属于掺合料制备技术领域，包括以下按质量配比的组分：矿渣50‑70份，金属尾矿10‑20份，粉煤灰0‑10份，钢渣5‑20份，镍铁渣0‑5份，锂渣0‑5份，窑灰0‑5份，矿物活性激发剂0.5‑5份，助磨剂0.05‑0.5份，本发明公开的一种有效解决尾矿及冶金固废处理难题，缓解我国混凝土矿物掺合料来源匮乏的矛盾，有助于实现经济和社会效益统一。

技术研发人员：郑同林,李生白,李生许,李文娟
受保护的技术使用者：厦门兑泰新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12