一种镁渣胶凝材料及其成型工艺方法技术

一种提升镁渣胶凝材料成型能力及强度的工艺方法，采用在镁渣中加入小苏打(NaHCO

【技术实现步骤摘要】
一种镁渣胶凝材料及其成型工艺方法
本专利技术涉及冶金废渣再利用
，具体涉及一种镁渣胶凝材料及其成型工艺方法。
技术介绍
镁是最轻的结构金属材料之一，同时具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点，在现代工业中具有无可替代的作用。全球80％的镁由我国生产，并且主要采用硅热还原法冶炼，但通过此法生产1吨金属镁的同时，会产生5～6吨冶炼废渣即镁渣。为处理大量镁渣，目前主要采用直接填埋的方式，只有少量镁渣被用作水泥添加剂，或通过添加水泥制成建筑用砖。全国每年有数百万吨镁渣被直接填埋，或露天堆放，造成土地资源浪费和环境污染。因此，镁渣的再利用显得尤为迫切。由于镁渣主要成分为γ-2CaO·SiO2，其水化活性低，基本不与水发生反应，没有水化产物生成，颗粒之间有较大孔隙且没有粘结力，无法独立成型，所以γ-2CaO·SiO2固体强度很低。在作为建筑材料时，镁渣大多通过与其它胶凝材料混合的方式成型，其中的胶凝材料通常用水泥。由水泥作为粘结材料时，镁渣掺料很小，镁渣利用率太低，无法成为镁渣处理的主力。另外，镁渣在使用时，一般还要用外加剂、碱激发剂等方法对镁渣进行活化，但通过这些方法提高镁渣水化活性的效果并不明显。因此，提高镁渣利用率，采用合理有效的镁渣活化方法使得镁渣能够独立粘结成型，就显得尤为重要。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提出一种镁渣胶凝材料及其成型工艺方法，能够有效提升镁渣材料的成型能力和强度，在不内加钢材的情况下提高材料的耐久性，具有成本可控、流程简易及性能优良的优点，很好的解决了镁渣胶凝材料强度低的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种镁渣胶凝材料，其原料包括水，碳酸氢钠，镁渣，碳酸氢钠与镁渣的质量比为1～8％，水与整体干料质量比为0.25～0.35。一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，具体包括以下步骤：步骤一、将炼镁工艺还原工序排出的还原渣冷却至室温，通过60～160目筛网后的筛下物，作为镁渣原料；步骤二、取一定质量镁渣原料、碳酸氢钠、水进行混合，并充分搅拌，其中：碳酸氢钠与镁渣的质量比为1％～8％，水与整体干料质量比为0.25～0.35，得到拌合物；步骤三、将步骤二得到的拌合物置入模具中，施加0.5～5Mpa的压力，使拌合物在模内填充均匀，在室温条件下放置一到两天后脱模；步骤四、将步骤三中得到的材料进行养护后得到所述镁渣胶凝材料。所述步骤二中，干料中还可添加占干料总重量0～5％的粉煤灰、0～5％的硅灰。所述步骤四中的养护为自然养护、蒸压养护或碳化养护。所述自然养护为在一般室内条件下放置2～3天；所述蒸压养护或碳化养护适用于对镁渣胶凝材料抗压强度要求为4Mpa以上时；所述蒸压养护方法为：将步骤三得到的脱模后的材料放入蒸养釜中，养护温度为100～200℃，氛围压强为1～1.4Mpa，养护时间为2～6h；所述碳化养护方法为：将步骤三得到的脱模后的材料置于碳化炉中养护4～6h，碳化炉内条件为：CO2体积浓度60％以上，氛围压强0.1～0.3Mpa。本专利技术的有益效果在于：采用在镁渣中加入小苏打(NaHCO3)的方法将镁渣中的钙盐反应生成为碳酸钙，其中为镁渣主要成分硅酸二钙的水解过程，通过小苏打引入的H+进行反应，同时镁渣中含有一定量的CaO与Ca2+；通过两个反应产生CaCO3，提升镁渣材料的成型能力和强度，同时CaCO3具有较高的致密性，可减小材料的孔隙率，从而在不内加钢材的情况下提高材料的耐久性；同时本专利技术成本可控，无需特殊材料及设备即可进行生产。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明。实施例1一种镁渣胶凝材料，其原料包括水、碳酸氢钠、镁渣，碳酸氢钠与镁渣的质量比为1.5％，水与整体干料质量比为0.25。一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，包括以下步骤：(1)将炼镁工艺还原工序排出的还原废渣冷却至室温后，过160目筛网的筛下物，作为镁渣原料；(2)取一定质量镁渣、小苏打、粉煤灰、硅灰、水进行混合，并充分搅拌，其中：碳酸氢钠与镁渣的质量比为1.5％，硅灰、粉煤灰质量各占干料总量的5％，水与整体干料质量比为0.25，得到拌合物；(3)将拌合物倒入钢模中，置于压力机下用0.5MPa的压力压制成型后，在室内条件下放置1天后脱模；(4)在100℃，氛围压强为1MPa的蒸养釜中养护6小时后取出。实施例2一种镁渣胶凝材料，其原料包括水、碳酸氢钠、镁渣，碳酸氢钠与镁渣的质量比为2％，水与整体干料质量比为0.26。一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，包括以下步骤：(1)将炼镁工艺还原工序排出的还原渣冷却至室温后，过150目筛网的筛下物，作为镁渣原料；(2)取一定质量镁渣、小苏打、粉煤灰、硅灰、水进行混合，并充分搅拌，其中碳酸氢钠与镁渣的质量比为2％，硅灰、粉煤灰质量各占干料总量的4％，水与整体干料质量比为0.26，得到拌合物；(3)将拌合物倒入钢模中，置于压力机下，用1MPa的压力压制成型后，在室内条件下放置1天后脱模；(4)在150℃，氛围压强为1.2MPa的蒸养釜中养护4小时后取出。实施例3一种镁渣胶凝材料，其原料包括水，碳酸氢钠，镁渣，碳酸氢钠与镁渣的质量比为2.5％，水与整体干料质量比为0.27。一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，包括以下步骤：(1)将炼镁工艺还原工序排出的还原渣冷却至室温后，过140目筛网的筛下物，作为镁渣原料；(2)取一定质量镁渣、小苏打、粉煤灰、硅灰、水进行混合，并充分搅拌，其中：碳酸氢钠与镁渣的质量比为2.5％，硅灰、粉煤灰质量各占干料总量的3％，水与整体干料质量比为0.27，得到拌合物；(3)将拌合物倒入钢模中，置于压力机下，用2MPa的压力压制成型后，在室内条件下放置1天后脱模；(4)在200℃，氛围压强为1.4MPa的蒸养釜中养护2小时后取出。实施例4一种镁渣胶凝材料，其原料包括水，碳酸氢钠，镁渣，碳酸氢钠与镁渣的质量比为2％，水与整体干料质量比为0.28。一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，包括以下步骤：(1)将炼镁工艺还原工序排出的还原渣冷却至室温后，过130目筛网的筛下物，作为镁渣原料；(2)取一定质量镁渣、小苏打、水进行混合，并充分搅拌，其中：碳酸氢钠与镁渣的质量比为3％，水与整体干料质量比为0.28，得到拌合物；(3)将拌合物倒入木模中，置于压力机下，用3MPa的压力压制成型后，在室内条件下放置1.5天后脱模；(4)在30℃的室内条件下放置两天。实施例5一种镁渣胶凝材料，其原料包括水，碳酸氢钠，镁渣，碳酸氢钠与镁渣的质量比为3.5％，水与整体干料质量比为0.29。一种镁渣胶凝材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁渣胶凝材料，其特征在于：其原料包括水，碳酸氢钠，镁渣，碳酸氢钠与镁渣的质量比为1～8％，水与整体干料质量比为0.25～0.35。/n

【技术特征摘要】
1.一种镁渣胶凝材料，其特征在于：其原料包括水，碳酸氢钠，镁渣，碳酸氢钠与镁渣的质量比为1～8％，水与整体干料质量比为0.25～0.35。


2.基于权利要求1所述的一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，包括以下步骤：
步骤一、将炼镁工艺还原工序排出的还原渣冷却至室温，通过60～160目筛网后的筛下物，作为镁渣原料；
步骤二、取一定质量镁渣原料、碳酸氢钠、水进行混合，并充分搅拌，其中：碳酸氢钠与镁渣的质量比为1％～8％，水与整体干料质量比为0.25～0.35，得到拌合物；
步骤三、将步骤二得到的拌合物置入模具中，施加0.5～5Mpa的压力，使拌合物在模内填充均匀，在室温条件下放置一到两天后脱模；
步骤四、将步骤三中得到的材料进行养护后得到所述镁渣胶凝材料。


3.根据权利要求1所述的一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，其特征在于：所述步骤二中，干料中还可添加占干料总重量0～5％的粉煤灰、0～5％的硅灰。


4.根据权利要求1所述的一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，其特征在于：所述步骤四中的养护为自然养护、蒸压养护或碳化养护。


5.根据权利要求4所述的一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，其特征在于：所述自然养护为在一般室内条件下放置2～3天；蒸压养护与碳化养护适用于对镁渣胶凝材料抗压强度要求为4Mpa以上时；所述蒸压养护方法为：将步骤三得到的脱模后的材料放入蒸养釜中，养护温度为100～200℃，氛围压强为1～1.4Mpa，养护时间为2～6h；所述碳化养护方法为：将步骤三得到的脱模后的材料置于碳化炉中养护4～6h，碳化炉内条件为：CO2体积浓度60％以上，氛围压强0.1～0.3Mpa。


6.根据权利要求2所述的一种镁渣胶凝材料的成型工艺方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)将炼镁工艺还原工序排出的还原废渣冷却至室温后，过160目筛网的筛下物，作为镁渣原料；
(2)取一定质量镁渣、小苏打、粉煤灰、硅灰、水进行混合，并充分搅拌，其中：碳酸氢钠与镁渣的质量比为1.5％，硅灰、粉煤灰质量各占干料总量的5％，水与整体干料质量比为0.25，得到拌合物；
(3)将拌合物倒入钢模中，置于压力机下用0.5MPa的压力压制成型后，在室内条件下放置1天后脱模；
(4)在100℃，氛围压强为1MPa的蒸养釜中养护6小时后取出。

【专利技术属性】
技术研发人员：马建勋，戴毓珩，徐欣，张玲玲，郭晨，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61