一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料，該活性摻合料安定性好、活性高，可用于生產(chǎn)建筑用磚、墻體板材、砂漿、水泥等建材制品，降低生產(chǎn)成本。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是煤炭消費(fèi)大國，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭能源的消耗量不斷增長，2010年煤炭消費(fèi)量約為32.35億噸，在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占到68%。一些地區(qū)的工業(yè)用煤炭中含有較大硫分，煤炭燃燒時(shí)導(dǎo)致大量的SO2排放。我國SO2總排放量已連續(xù)多年超過2000萬噸，已造成我國大面積空氣污染和酸雨危害。目前，我國國土的酸雨區(qū)面積已經(jīng)占到總國土面積的30%，已成為世界第三大酸雨區(qū)。每年因酸雨造成各種損失超過1000億元，對生態(tài)環(huán)境造成極大的威脅，成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素。在大氣的SO2治理方面，我國環(huán)保部門規(guī)定:2000年后投入運(yùn)行及在建的裝機(jī)容量為I萬MW以上的燃煤電廠均應(yīng)配套脫硫設(shè)備。國家“十二五”規(guī)劃規(guī)定，到2015年全國SO2排放量比2010年(2185萬噸)再降10%，這勢必會(huì)繼續(xù)推動(dòng)我國煙氣脫硫技術(shù)的快速發(fā)展。
[0003]國內(nèi)一些環(huán)保資金投入不足和預(yù)留空間有限的燃煤企業(yè)采用了半干法的脫硫工藝進(jìn)行煙氣脫硫，由此產(chǎn)生了大量的半干法煙氣脫硫灰。這種脫硫灰成分極其復(fù)雜，差異很大，絕大多數(shù)以堆放和拋棄處置，對環(huán)境存在很大威脅;其中含有的亞硫酸鈣和游離氧化鈣會(huì)使該種脫硫灰在體積安定性問題，用于建材生產(chǎn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致建材制品開裂。因此，半干法煙氣脫硫灰的資源化利用技術(shù)的研究成為當(dāng)前亟待解決的問題。
[0004]本發(fā)明利用粉磨和助劑改性相結(jié)合的方法，解決半干法脫硫灰中的亞硫酸鈣和游離氧化鈣的安定性問題，將半干法脫硫灰制成活性摻合料，可用于水泥、標(biāo)磚、加氣塊、砂漿等建材產(chǎn)品的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)半干法脫硫灰的安全、高效的資源化利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述問題，提供了一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料。本發(fā)明主要是通過添加氧化、催化等助劑和在立磨中粉磨相結(jié)合的方法，使脫硫灰中的亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化成硫酸鈣，使脫硫灰中的游離氧化鈣轉(zhuǎn)化成氫氧化鈣，消除這兩種成分給脫硫灰?guī)淼陌捕ㄐ圆涣嫉膯栴}，使其得到安全利用。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料，由以下重量分?jǐn)?shù)比的物料組成:礦渣50份、半干法脫硫灰30?70份、過碳酸鈉0.05?0.15份、氧化鋅0.04?0.1份、氧化銅0.05?0.1份;所述物料計(jì)量后送入立磨中進(jìn)行粉磨，制成活性摻合料;所述物料組成比例均為干物料;物料入磨時(shí)含水率為6?9%為宜。
[0007]所述活性摻合料比表面積420?450m2/kg時(shí)最優(yōu)，其活性較高、成本適中。
[0008]為了配料精確，使物料分布均勻，所述過碳酸鈉、氧化鋅、氧化銅等助劑最好先均勻分散于部分礦渣或脫硫灰載體上，再進(jìn)行配料。
[0009]所述的半干法脫硫灰為電廠煙氣經(jīng)半干法脫硫裝置脫硫得到的脫硫灰，其亞硫酸鈣含量為2?15%，游離氧化鈣含量為2?7%。
[0010]所述的礦渣為煉鐵工序中經(jīng)水淬得到的顆粒狀礦渣。
[0011 ]所述的過碳酸鈉為工業(yè)級(jí)粉末，有效含量90%以上。
[0012]所述的氧化鋅為工業(yè)級(jí)粉末，有效含量90%以上。
[0013]所述的氧化銅為工業(yè)級(jí)粉末，有效含量90%以上。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:半干法脫硫灰中的亞硫酸鈣不穩(wěn)定，在有氧存在的情況下會(huì)緩慢氧化成硫酸鈣，半干法脫硫灰中的游離氧化鈣會(huì)水化生成氫氧化鈣;上述兩個(gè)反應(yīng)過程均存在體積膨脹，這是半干法脫硫灰存在安定性問題導(dǎo)致建材制品開裂的主要原因。本發(fā)明在脫硫灰中加入氧化、催化助劑，并在立磨中進(jìn)行粉磨改善其安定性，將其制成安定性合格的活性摻合料。粉磨時(shí)，磨內(nèi)溫度會(huì)達(dá)到230°C左右，物料在磨內(nèi)停留5min左右。脫硫灰中的亞硫酸鈣和游離氧化鈣在助劑、溫度(利用磨機(jī)工作時(shí)的熱能)和水(高溫時(shí)為氣態(tài))的共同作用下分別轉(zhuǎn)化成硫酸鈣和氫氧化鈣，使脫硫灰的兩個(gè)體積膨脹的反應(yīng)過程在磨機(jī)內(nèi)完成，即在較短的時(shí)間內(nèi)解決脫硫灰的安定性問題。本發(fā)明利用機(jī)械粉磨、化學(xué)助劑和磨機(jī)工作產(chǎn)生的熱能對半干法脫硫灰進(jìn)行復(fù)合改性，能源利用率高，制得的活性摻合料安定性良好，可應(yīng)用于建筑用磚、蒸壓加氣混凝土砌塊、砂楽、水泥等建材產(chǎn)品的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)半干法脫硫灰的安全、高效的資源化利用。
【具體實(shí)施方式】
[0015]選用市售42.5#硅酸鹽水泥進(jìn)行水泥膠砂抗壓強(qiáng)度比試驗(yàn)和安定性試驗(yàn)，該硅酸鹽水泥的28天抗壓強(qiáng)度為46.3MPa，安定性合格(試餅法)。
[0016]實(shí)施例一
將50份礦渣、30份半干法脫硫灰(亞硫酸鈣含量14.7%、游離氧化鈣含量4.8%)、0.05份過碳酸鈉、0.1份氧化鋅、0.05份氧化銅計(jì)量后送入立磨中進(jìn)行粉磨，立磨機(jī)內(nèi)溫度232°C，得到比表面積為434m2/kg的活性摻合料。該摻合料按照GB/T12957-2005進(jìn)行水泥膠砂28天抗壓強(qiáng)度比試驗(yàn)，K28=0.92;按照GB/T1346-2011進(jìn)行安定性試驗(yàn)，該摻合料摻加50%時(shí)，安定性合格(試餅法)。
[0017]實(shí)施例二
將50份礦渣、50份半干法脫硫灰(亞硫酸鈣含量8.1%、游離氧化鈣含量2.3%)、0.11份過碳酸鈉、0.07份氧化鋅、0.08份氧化銅計(jì)量后送入立磨中進(jìn)行粉磨，立磨機(jī)內(nèi)溫度230°C，得到比表面積為442m2/kg的活性摻合料。該摻合料按照GB/T12957-2005進(jìn)行水泥膠砂28天抗壓強(qiáng)度比試驗(yàn)，K28=0.87;按照GB/T1346-2011進(jìn)行安定性試驗(yàn)，該摻合料摻加50%時(shí)，安定性合格(試餅法)。
[0018]實(shí)施例三
將50份礦渣、70份半干法脫硫灰(亞硫酸鈣含量2.2%、游離氧化鈣含量6.7%)、0.15份過碳酸鈉、0.04份氧化鋅、0.1份氧化銅計(jì)量后送入立磨中進(jìn)行粉磨，立磨機(jī)內(nèi)溫度233°C，得到比表面積為426m2/kg的活性摻合料。該摻合料按照GB/T12957-2005進(jìn)行水泥膠砂28天抗壓強(qiáng)度比試驗(yàn)，K28=0.81；按照GB/T1346-2011進(jìn)行安定性試驗(yàn)，該摻合料摻加40%時(shí)，安定性合格(試餅法)。
[0019]實(shí)施例四利用由實(shí)施例三得到的活性摻合料制蒸壓磚。蒸壓磚配比為:活性摻合料47%、粉煤灰23%、碎石20%、水泥7%、脫硫石膏3%;在180°C恒溫蒸壓6小時(shí)制得的蒸壓磚外觀完整、未有開裂，抗壓強(qiáng)度17.8MPa、抗折強(qiáng)度3.810^，達(dá)到而15強(qiáng)度等級(jí)。
[0020]對比試驗(yàn)
與實(shí)施例一對比:對比樣一的活性摻合料(未摻加過碳酸鈉、氧化鋅、氧化銅，其它試驗(yàn)條件相同)摻加50%時(shí)按照GB/T1346-2011進(jìn)行安定性試驗(yàn)，安定性不合格。
[0021]與實(shí)施例二對比:對比樣二的活性摻合料(未摻加過碳酸鈉、氧化鋅、氧化銅，其它試驗(yàn)條件相同)摻加50%時(shí)按照GB/T1346-2011進(jìn)行安定性試驗(yàn)，安定性不合格。
[0022]與實(shí)施例三對比:對比樣三的活性摻合料(未摻加過碳酸鈉、氧化鋅、氧化銅，其它試驗(yàn)條件相同)摻加40%時(shí)按照GB/T1346-2011進(jìn)行安定性試驗(yàn)，安定性不合格。
[0023]與實(shí)施例四對比:利用對比樣三的活性摻合料(未摻加過碳酸鈉、氧化鋅、氧化銅，其它試驗(yàn)條件相同)按照實(shí)施例四的工藝制得的蒸壓磚經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)后，磚體開裂。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料，其特征在于:由以下重量分?jǐn)?shù)比的物料組成:礦渣50份、半干法脫硫灰30?70份、過碳酸鈉0.05?0.15份、氧化鋅0.04?0.1份、氧化銅0.05?0.1份;所述物料計(jì)量后經(jīng)立磨粉磨制成粉狀的活性摻合料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料，其特征在于:所述活性摻合料的最優(yōu)比表面積為420?450m2/kg。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料，其特征在于:所述的半干法脫硫灰為電廠煙氣經(jīng)半干法脫硫裝置脫硫得到的脫硫灰，其亞硫酸鈣含量為2?15%，游離氧化媽含量為2?7%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料，其特征在于:所述的礦渣為煉鐵工序中經(jīng)水淬得到的顆粒狀礦渣。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料，其特征在于:所述的過碳酸鈉為工業(yè)級(jí)粉末，有效含量90%以上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料，其特征在于:所述的氧化鋅為工業(yè)級(jí)粉末，有效含量90%以上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料，其特征在于:所述的氧化銅為工業(yè)級(jí)粉末，有效含量90%以上。
【專利摘要】一種利用半干法脫硫灰制成的活性摻合料。本發(fā)明利用氧化、催化助劑和機(jī)械粉磨對電廠半干法脫硫灰機(jī)械安定性改性，解決半干法脫硫灰在建材應(yīng)用中存在的安定性問題。利用脫硫灰得到的建材摻合料活性高，可廣泛應(yīng)用于建筑用磚、砌塊、砂漿等方面，實(shí)現(xiàn)半干法脫硫灰的安全、高效的資源化利用。
【IPC分類】C04B20/02, C04B18/30
【公開號(hào)】CN105541150
【申請?zhí)枴緾N201510977977
【發(fā)明人】劉進(jìn)武
【申請人】文登藍(lán)島建筑工程有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月23日