一种用于混凝土骨料的铬铁渣及其制备方法技术

本发明专利技术属于混凝土改性技术领域，具体涉及一种用于混凝土骨料的铬铁渣及其制备方法，按照重量份数计算，包括如下组分：铬铁渣80~95份，偏高岭土5~10份，沸石粉8~15份，其中，偏高岭土与所述沸石粉形成复合粉体附着在所述铬铁渣表面。本发明专利技术从抑制铬溶出和固化溶出铬的角度出发进行了技术创新，使得铬铁渣能够在混凝土中得到应用，具有产业价值。

【技术实现步骤摘要】
一种用于混凝土骨料的铬铁渣及其制备方法
本专利技术属于混凝土改性技术，具体涉及一种用于混凝土骨料的铬铁渣及其制备方法。
技术介绍
我国是铬铁合金生产大国，2014年铬铁合金产量达到388.6万t。一般来说，每生产1t铬铁合金会产生1.1～1.2t废渣，我国每年大约产生400万t的铬铁渣。目前，我国铬铁渣的利用率仅为30％，铬铁渣的露天堆存，不仅占用大面积土地，还可能存在一定的环境风险。2018年我国砂石用量已超过200亿吨，而由于可开采的天然砂石越来越少，加上环保政策对砂石开采的限制，我国部分地区的砂石资源已非常紧缺，直接影响工程建设的进度与成本。因此，如能将铬铁渣加工为与天然砂石性能相当的骨料产品，无疑将成为建设砂石的有益补充，有助于解决砂石资源紧缺问题，具有显著的市场需求和工程价值。然而铬铁渣作为骨料配制混凝土时，重金属铬容易溶出，制约了铬铁渣在混凝土骨料中的应用。有鉴于上述现有的铬铁渣作为混凝土骨料的技术方案中存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种用于混凝土骨料的铬铁渣及其制备方法，使其能够在混凝土骨料中得到应用，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种用于混凝土骨料的铬铁渣，从抑制铬溶出和固化溶出铬的角度出发进行了技术创新，使得铬铁渣能够在混凝土中得到应用，达到减少重金属污染，变废为宝的目的，具有产业价值。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：本专利技术提供的一种用于混凝土骨料的铬铁渣，按照重量份数计算，包括如下组分：铬铁渣80～95份，偏高岭土5～10份，沸石粉8～15份，其中，偏高岭土与沸石粉形成复合粉体附着在所述铬铁渣表面。沸石粉的超细孔可以吸附在混凝土中溶出的铬，使混凝土中溶出的铬得到固定，进而减少铬污染；而偏高岭土可以在水泥水化环境下和铬生产稳定化合物固化铬，一方面对铬起到了固定作用，防止铬溶出对环境造成污染，另一方面，稳定的铬化物有效提高混凝土的刚性以及混凝土与骨料之间的连结力，即在水泥与骨料之间形成稳定的化学键，提高了混凝土水泥的抗冲击性能，并防止混凝土的开裂。进一步的，复合粉体的粒径为5～30nm。偏高岭土与沸石粉在铬铁的催化作用下形成复合颗粒，产生偏高岭土与沸石粉的协同作用，不但能够对铬进行有效的固定，而且能够抑制混凝土中其他骨料产生碱硅酸反应，防止混凝土发生开裂现象。进一步的，偏高岭土的粒径为5～10nm。进一步的，沸石粉的粒径为2～10nm。进一步的，沸石粉为菱沸石粉、毛沸石粉或钙十字沸石粉中的任意一种或几种的混合物。上述沸石粉皆为天然沸石材料，具有铝硅酸盐结构的同时，由于其铝含量较低，硅含量较高，具有更加稳固的硅铝骨架，具有更多的活性位点，更易与偏高岭土形成复合颗粒。本专利技术的另一个目的是提供一种用于混凝土骨料的铬铁渣的制备方法，具有同样的效果。本专利技术的上述技术效果是由以下技术方案实现的：本专利技术提供的一种用于混凝土骨料的铬铁渣的制备方法包括如下操作步骤：S1.将铬铁渣加热到140～180℃保持2～3h，再加热到400～500℃保持1～2h；S2.将步骤S1中得到的铬铁渣冷却到室温后加入到饱和氢氧化钙水溶液中完全浸泡1d，过滤得到氢氧化钙改性的铬铁渣；S3.将步骤S2中得到的氢氧化钙改性的铬铁渣与沸石粉和偏高岭土混合，使沸石粉和偏高岭土附着在铬铁渣表面，得到用于混凝土骨料的铬铁渣。作为上述技术方案的优选方法，其制备方法包括如下操作步骤：S1.将铬铁渣加热到150℃保持2h，再加热到450℃保持1h；梯度加热使得铬进一步氧化，是其不容易溶出；缓慢冷却可以释放铬化合物的热能，产生晶体，化学上更加稳定；S2.将步骤S1中得到的铬铁渣冷却到室温后加入到饱和氢氧化钙水溶液中完全浸泡1d，过滤得到氢氧化钙改性的铬铁渣；用饱和氢氧化钙水浸泡1d浸泡主要目的是为了使得不稳定的铬提前溶出，避免其在混凝土中融入；S3.将步骤S2中得到的氢氧化钙改性的铬铁渣与沸石粉和偏高岭土混合，使沸石粉和偏高岭土附着在铬铁渣表面，得到用于混凝土骨料的铬铁渣。作为上述技术方案的优选方案，步骤S3的具体操作方法如下：A1.将氢氧化钙改性的铬铁渣加入到高锰酸钾和二茂铁的水溶液中，加热到35～40℃；A2.将步骤A1处理后的氢氧化钙改性的铬铁渣加入到偏高岭土和沸石粉混合的水溶液中，加热到50℃～60℃，持续搅拌30min，过滤干燥后得到用于混凝土骨料的铬铁渣。作为上述技术方案的优选方案，按照重量份数计算，偏高岭土和沸石粉混合的水溶液包括如下组分：偏高岭土5～10份，沸石粉8～15份，十六烷基三甲基溴化铵2～3份，EDTA1～2份，钛酸酯偶联剂4～6份，余量为水。在铬铁的催化作用下，偏高岭土与沸石粉通过十六烷基三甲基溴化铵和钛酸酯偶联剂的加入，能够形成复合粉体颗粒，其中EDTA为辅助分散剂。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的用于混凝土骨料的铬铁渣，能够对铬进行固定，避免铬在混凝土中溶出，使铬铁渣能够在混凝土骨料中得到应用，同时，由于复合粉末附着在铬铁渣表面，一方面提高了混凝土的抗冲击性能，防止混凝土开裂，另一方面，避免了混凝土中其他骨料产生碱硅酸反应产生，抑制了混凝土的膨胀。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，对依据本专利技术提出的一种用于混凝土骨料的铬铁渣，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。其中，复合粉体的粒径为5～30nm；偏高岭土的粒径为5～10nm；沸石粉的粒径为2～10nm。实施例1：一种用于混凝土骨料的铬铁渣，按照重量份数计算，包括如下组分：铬铁渣95份，偏高岭土10份，菱沸石粉15份，其中，偏高岭土与沸石粉形成复合粉体附着在铬铁渣表面。其制备方法如下：S1.将铬铁渣加热到150℃保持2h，再加热到450℃保持1h；S2.将步骤S1中得到的铬铁渣冷却到室温后加入到饱和氢氧化钙水溶液中完全浸泡1d，过滤得到氢氧化钙改性的铬铁渣；S3.将步骤S2中得到的氢氧化钙改性的铬铁渣与菱沸石粉和偏高岭土混合，使菱沸石粉和偏高岭土附着在铬铁渣表面，得到用于混凝土骨料的铬铁渣。实施例2：一种用于混凝土骨料的铬铁渣，按照重量份数计算，包括如下组分：铬铁渣80份，偏高岭土5份，毛沸石粉8份，其中，偏高岭土与沸石粉形成复合粉体附着在铬铁渣表面。其制备方法如下：S1.将铬铁渣加热到150℃保持2h，再加热到450℃保持1h；S2.将步骤S1中得到的铬铁渣冷却到室温后加入到饱和氢氧化钙水溶液中完全浸泡1d，过滤得到氢氧化钙改性的铬铁渣；S3.将步骤S2中得到的氢氧化钙改性的铬铁渣与沸石粉和偏高岭土混合，使毛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于混凝土骨料的铬铁渣，其特征在于，按照重量份数计算，包括如下组分：铬铁渣80~95份，偏高岭土5~10份，沸石粉8~15份，其中，所述偏高岭土与所述沸石粉形成复合粉体附着在所述铬铁渣表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于混凝土骨料的铬铁渣，其特征在于，按照重量份数计算，包括如下组分：铬铁渣80~95份，偏高岭土5~10份，沸石粉8~15份，其中，所述偏高岭土与所述沸石粉形成复合粉体附着在所述铬铁渣表面。


2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土骨料的铬铁渣，其特征在于，所述复合粉体的粒径为5~30nm。


3.根据权利要求1所述的一种用于混凝土骨料的铬铁渣，其特征在于，所述偏高岭土的粒径为5~10nm。


4.根据权利要求1所述的一种用于混凝土骨料的铬铁渣，其特征在于，所述沸石粉的粒径为2~10nm。


5.根据权利要求1所述的一种用于混凝土骨料的铬铁渣，其特征在于，所述沸石粉为菱沸石粉、毛沸石粉或钙十字沸石粉中的任意一种或几种的混合物。


6.一种用于混凝土骨料的铬铁渣的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
S1.将铬铁渣加热到140~180℃保持2~3h，再加热到400~500℃保持1~2h；
S2.将步骤S1中得到的铬铁渣冷却到室温后加入到饱和氢氧化钙水溶液中完全浸泡1d，过滤得到氢氧化钙改性的铬铁渣；
S3.将步骤S2中得到的氢氧化钙改性的铬铁渣与沸石粉和偏高岭土混合，使沸石粉和偏高岭土附着在铬铁渣表面，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永祥，贺阳，夏京亮，高超，王伟，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院有限公司，建研建材有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11