本發明涉及混凝土材料,尤其是涉及一種用于m32.5水泥的錳石膏調凝劑及其應用和包含其的m32.5水泥。
背景技術:
1、電解錳渣是電解錳行業產生的一種大宗危險固體廢棄物,其資源化綜合利用是當前世界性難題。我國電解錳行業每年新增錳渣約1000萬噸,歷史堆存量巨大。目前,錳渣主要采用渣庫筑壩堆放方式處置,不僅大量占用土地資源,還存在潰壩、滲漏等安全隱患,對地下水及周邊生態環境構成嚴重威脅。此外,電解錳渣組分復雜,含有錳、鉛、銅、鋅、鎘等重金屬以及大量硫和氨氮成分,環境風險極高,已被列為一般工業固廢ⅱ類。
2、為推進電解錳渣資源化利用,現有技術主要圍繞無害化處理后用于水泥生產、制備輕質隔墻磚及水泥混合材等方向展開。例如,寧夏天元錳業集團聯合中國環境科學研究院等單位,開發了電解錳廢渣無害化處理及氨氮回收利用技術,實現了錳渣由ⅱ類向ⅰ類固廢的轉變;湖南建湘高科新技術開發有限公司依托中南大學科研力量,建成年處理30萬噸含錳廢渣的資源化工業示范線,生產再生錳粉和輕質隔墻磚。盡管取得一定進展,但現有技術仍普遍面臨處理成本高、產品附加值低、產業化規模有限等現實瓶頸。專利cn118162447b公開了一種電解錳渣處理方法:將電解錳渣與改性劑密封攪拌并負壓抽吸,得到改性錳渣和第一煙氣;再將改性錳渣與熔劑混合進行氧化熔煉,得到第一熔渣和第二煙氣;隨后將第一熔渣與還原劑、調整劑混合進行還原熔煉,得到第二熔渣、第三煙氣和還原金屬液;向還原金屬液中加入脫硫磷劑進行脫硫磷,獲得脫硫磷金屬液;最后將第二熔渣急冷固化為玻璃渣,并與激發劑共同粉磨制成活性微粉。該方法雖能協同回收氨、硫及有價金屬,但工藝流程復雜,集成了負壓脫氨、高溫氧化熔煉、還原熔煉、急冷固化及粉磨激發等多個高能耗、高投資單元操作,設備系統龐大,運行穩定性要求高,難以在多數電解錳企業或水泥企業中規模化推廣應用。此外,現有技術中尚未見有將改性電解錳渣直接用作m32.5水泥調凝劑的相關研究或應用。
3、因此,研究開發一種簡單實用、成本低廉、無需高溫冶煉、工藝易于實施且產物性能穩定的方法,將電解錳渣與脫硫廢灰協同轉化為符合m32.5水泥生產要求的調凝劑,在保障環境安全的前提下,實現兩類工業固廢的高效資源化利用,變得十分必要和迫切。
4、有鑒于此,特提出本發明。
技術實現思路
1、本發明的第一目的在于提供一種用于m32.5水泥的錳石膏調凝劑,所述錳石膏調凝劑應用于m32.5水泥后,能充分滿足凝結時間與強度要求,同時還實現了電解錳渣、脫硫廢灰兩類工業固廢的低成本、無害化、直接資源化利用。
2、本發明的第二目的在于提供一種錳石膏調凝劑的應用。
3、本發明的第三目的在于提供一種m32.5水泥。
4、為了實現本發明的上述目的,特采用以下技術方案:
5、本發明提供的一種用于m32.5水泥的錳石膏調凝劑,所述錳石膏調凝劑主要由電解錳渣、脫硫廢灰和水經混合、陳化制得;
6、其中,所述電解錳渣、脫硫廢灰與水的質量比為(70?~?80):(10?~?20):10。
7、進一步的,所述電解錳渣、脫硫廢灰與水的質量比為80:10:10。
8、進一步的,所述電解錳渣經破碎處理得到,所述電解錳渣的粒徑≤10?mm。
9、進一步的,所述脫硫廢灰來源于西南地區浮法玻璃企業脫硫過程中排放的廢渣;
10、所述脫硫廢灰中cao含量為45~50%,so3含量為30~35%。
11、進一步的,所述陳化的時間為20~40天,優選為30天。
12、進一步的,所述陳化在密封條件下進行;
13、所述陳化的溫度為20~30℃,濕度為≥95%。
14、本發明提供的上述錳石膏調凝劑在制備m32.5水泥中的用途。
15、本發明提供的一種m32.5水泥,所述m32.5水泥包括上述錳石膏調凝劑。
16、進一步的,以水泥熟料質量計,所述錳石膏調凝在m32.5水泥中的摻量為1.0?~3.0?wt%。
17、進一步的,所述m32.5水泥的初凝時間≥60?min,終凝時間≤720?min。
18、與現有技術相比,本發明的有益效果為:
19、本發明提供的用于m32.5水泥的錳石膏調凝劑,所述錳石膏調凝劑以電解錳渣、脫硫廢灰和水為原料,按(70?~?80):(10?~?20):10質量比制備,無需高溫熔煉或外加化學藥劑,工藝簡單、成本低廉,實現了電解錳渣和脫硫廢灰兩類工業固廢的直接資源化利用。經檢測,本發明所述錳石膏調凝劑應用于m32.5水泥后,凝結時間滿足國家標準要求:初凝時間為196~214?min,終凝時間為269~275?min;28?d抗壓強度為34.9~35.5?mpa;膠砂流動度為174~185?mm,標準稠度用水量為27.2~27.8%,各項性能均能充分符合m32.5通用硅酸鹽水泥的技術指標。
20、本發明提供的錳石膏調凝劑可以廣泛應用于m32.5水泥的制備過程中。
21、本發明提供的m32.5水泥在滿足全部m32.5水泥技術指標的前提下,實現了電解錳渣與脫硫廢灰在水泥生產中的直接、規模化資源化利用,且無需改變現有水泥粉磨工藝參數。
1.一種用于m32.5水泥的錳石膏調凝劑,其特征在于,所述錳石膏調凝劑主要由電解錳渣、脫硫廢灰和水經混合、陳化制得;
2.根據權利要求1所述的錳石膏調凝劑,其特征在于,所述電解錳渣、脫硫廢灰與水的質量比為80:10:10。
3.根據權利要求1所述的錳石膏調凝劑,其特征在于,所述電解錳渣經破碎處理得到,所述電解錳渣的粒徑?≤?10?mm。
4.根據權利要求1所述的錳石膏調凝劑,其特征在于,所述脫硫廢灰來源于西南地區浮法玻璃企業脫硫過程中排放的廢渣;
5.根據權利要求1所述的錳石膏調凝劑,其特征在于,所述陳化的時間為20~40天,優選為30天。
6.根據權利要求1所述的錳石膏調凝劑,其特征在于,所述陳化在密封條件下進行;
7.權利要求1~6任一項所述的錳石膏調凝劑在制備m32.5水泥中的應用。
8.一種m32.5水泥,其特征在于,所述m32.5水泥包括權利要求1~6任一項所述的錳石膏調凝劑。
9.根據權利要求8所述的m32.5水泥,其特征在于,以水泥熟料質量計,所述錳石膏調凝在m32.5水泥中的摻量為1.0?~?3.0?wt%。
10.根據權利要求8所述的m32.5水泥,其特征在于,所述m32.5水泥的初凝時間≥60min,終凝時間≤720?min。