本发明专利技术尤其涉及一种经过短时间机械活化（１０－６０分钟），利用表面活化提高磨细的颗粒状高炉矿渣的活性的方法；在不含有任何化学添加剂的情况下，当与水混合时该矿渣在短时间内（４８小时或更少）便开始水合，并在最多２８天内水合完全，形成胶结性产物。利用本发明专利技术所述方法制备的产品可以具有不同的颗粒尺寸和形状、不同的比表面积、不同的表面电荷（Ｚｅｔａ电压）、和不同的活性。所述活性高炉矿渣在波特兰矿渣水泥（ＰＳＣ）、地质聚合物、有毒废料的固定和稳定、以及较新的纳米复合材料中，都是有用的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
下列说明书将着重描述和确定本专利技术的特性以及实现本专利技术的方式本专利技术涉及一种活性颗粒状高炉矿渣的制备方法。该专利技术尤其涉及 一种提高磨细的颗粒状高炉矿渣的活性的方法，该方法是利用高能研磨 机中研磨介质和材料之间的大面积接触，通过机械活化的方式使炉渣表 面活化。利用本专利技术所述方法制备的产品可以具有不同的颗粒尺寸和形状、不同的比表面积、不同的表面电荷(Zeta电压)和不同的活性。所述活 性高炉矿渣在波特兰矿渣水泥(PSC)、地质聚合物、有毒废料的固定和 稳定、以及较新的纳米复合材料中，都是有用的。
技术介绍
高炉矿渣具有潜在的水硬活性，例如，当与水接触时，可产生胶结 性能。根据高炉矿渣在水中水合和形成水合产物的速率定义其活性。在 矿渣水合产物中，水以可蒸发和不可蒸发的形式存在。不可蒸发水的量 越大，意味着越强的水合作用。如果两个矿渣样品在同样的条件下水合， 那么含有不可蒸发水的量更多的样品将具有更高的活性。高炉矿渣和水 反应，但是由于其表面形成了一层不透水的铝硅酸盐薄膜，水合过程非 常缓慢(ACI Committee 226, Ground Granulated Blast Furnace Slag as a Cementitious Constituent in Concrete, ACI Manual of Concrete Practice, 226.1R, 1989, pp 1誦16;禾卩H.F.W. Taylor, Cement Chemistry, 2nd ed.， Thomas Telford Publication, London, 1998， 270-271)。高炉矿渣的低活性 使得甚至在数个月后都无法发现明显的水合产物。为提高高炉矿渣的活 性，已经进行了很多的尝试。参考文献PCT国际专利WO2004/041746 Al，42004, Process for production blended cement with reduced carbon dioxide emissions, by Vladimir Ronin中，通过干磨使高炉矿渣的活性提高，其中 干磨第一步使矿渣比表面积为1000 cm2/g，最后一步使其比表面积为 3000 cm2/g。参考文献美国专利US6,776,839，2004, Slag Cement by Ko Suz Chung中，将矿渣研磨至比表面积大于4500 cm"g，以使矿渣的低活性对 水泥强度的影响减至最少。为提高高炉矿渣活性，迄今已知的不添加任 何化学品的方法均是基于在传统研磨设备如球磨机、棒磨机等中的长时 间的研磨。即使在湿润的条件下持续研磨几星期，也可能仅使高炉矿渣 的水合作用得到有限的提高，不使用化学添加剂的情况下得不到完全的 7JC合(S. Song, H.M. Jennings, Pore solution chemistry of alkali-activated ground granulated blast-furnace slag, Cement and Concrete Research, 29(1999) 159-170)。矿渣的低活性限制了它在波特兰矿渣水泥以及其他 一些矿渣活性较为重要的领域中的应用。 迄今已知的方法具有下列局限a. 由于在传统研磨机中的长时间研磨，活性高炉矿渣的形成是一个能 量密集型过程。b. 水合速率非常慢。高炉矿渣的水合作用花费时间从几个月到几年。c. 矿渣在水合反应过程中不形成任何结晶产物。d. 由于矿渣的生产使用长时间的研磨和消耗能量，其生产成本相对较咼oe. 由于低水合速率，矿渣的使用受到限制，如，在波特兰水泥中的使用。传统方法中，通过在球磨机中长时间的研磨使高炉矿渣的活性得到 增强。参考文献"ACI Committee 233, Ground Granulated blast-furnace slag as a cementitious constituent in concrete, ACI Mater J 1995, 92(3): 321-2" 中，使用高炉矿渣通过现有方法制备的波特兰矿渣水泥具有比通常的波 特兰水泥更低的初期强度和更长的凝结时间，这限制了矿渣在复合水泥 中的大比例使用。参考文献"A.Z. Juhasz and L. Opoczky, Mechanical activation of Minerals by Grinding: Pulverizing and Morphology of Particles,Ellis Horwood Limited, NY， 1994"中报道，由于降低初期强度，矿渣活性 限制了矿渣在复合矿渣水泥中的使用。参考文献"M. Oner， K. Erdogdu and A. Gunlu, Effect of components fineness on strength of blast furnace slag cement, Cement and Concrete Research, Vol 33, 2003， 463-9"中指出，矿渣必须研磨非常长的时间以避免强度的下降。根据文献、专利调査和有用 的信息，注意到，目前还没有一种有效的方法可以通过机械活化制备活 性高炉矿渣，所述机械活化是指通过研磨过程使颗粒尺寸减小、以及其 他的固相的体积或表面变化。迄今已知的任何一种方法，都不可能在不 添加化学添加剂的情况下使高炉矿渣完全水合。本改进的目的在于生产 一种具有更快水合速率的活性高炉矿渣，并使用可大量获得的废料(即， 高炉矿渣)来生产增值产品，如波特兰矿渣水泥、固定和稳定有毒废料 的基质、地质聚合物和纳米复合材料。
技术实现思路
本研究的主要目的在于提供，该方法 避免了上述的缺陷。本专利技术的另一个目的在于提供一种制备活性高炉矿渣的改进方法， 该方法使能量消耗显著减少。本专利技术的另一个目的在于提供一种制备活性高炉矿渣的改进方法， 该方法使矿渣活性显著提高。本专利技术的另一个目的在于提供一种制备活性高炉矿渣的改进方法， 该方法使生产费用明显降低，同时提高了产品的性能。本专利技术的另一个目的在于提供一种制备活性高炉矿渣的改进方法， 该方法使其水合产物的结晶度显著提高。本专利技术尤其提供一种经过短时间机械活化(10-60分钟)，利用表面 活化提高磨细的颗粒状高炉矿渣的活性的方法；在不含有任何化学添加 剂的情况下，当与水混合时该矿渣在短时间内(48小时或更少)便开始 水合，并在最多28天内水合完全，形成胶结性产物。利用本专利技术所述方 法制备的产品可以具有不同的颗粒尺寸和形状、不同的比表面积、不同的表面电荷(Zeta电压)和不同的活性。所述活性高炉矿渣在波特兰矿 渣水泥(PSC)、地质聚合物、有毒废料的固定和稳定、以及较新的纳米 复合材料中，都是有用的。本专利技术中使用的颗粒状高炉矿渣含有氧化钙(CaO)、 二氧化硅 (Si02)、氧化铝(A1203)和氧化镁(MgO)，本质上主要为玻璃质。在现有的方法中，高炉矿渣参与水合反应不活跃，使得其水合非常 缓慢和不完全。在本专利技术的方法中，高炉矿渣在水中湿磨，使用高能研 磨机机械活化矿渣。该研磨机的特点在于小的介质尺寸(<10m本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种活性高炉矿渣的制备方法，包括以下步骤： （ｉ）通过已知方法减小颗粒状高炉矿渣的尺寸以获得１００～２１０μｍ范围内的尺寸， （ｉｉ）制备矿渣浆料以用作在磨碎机中机械活化的进料，该浆料中矿渣和水的比率范围为０．２～１．５；１～２ ， （ｉｉｉ）将矿渣浆料送入磨碎机，矿渣和球的比值范围为１～５；１０～５０， （ｉｖ）在磨碎机中通过机械活化制备活性高炉矿渣，研磨介质尺寸为１～３ｍｍ，搅拌器速度为每分钟５００～４０００转，研磨时间范围为１０～６０分钟， （ｖ）利用已知方法将活性矿渣浆料与介质分离， （ｖｉ）直接在应用中使用活性矿渣浆料，或者利用已知方法彻底去除水份。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：拉凯什库玛，桑贾伊库玛，汤玛斯卡洛杜特卡蒂尔亚历克斯，苏里亚普拉塔普梅赫罗特拉，
申请(专利权)人：科学与工业研究委员会，
类型：发明
国别省市：IN[印度]
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