一种水泥添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水泥添加剂，以重量份计，包括：二氧化硅10～30份，二氧化钛5～15份，氧化铝15～45份，铁3～20份，硫0.1～0.8份，氧化钠0.4～2份和磷0.01～0.9份。本发明专利技术还提供了水泥添加剂的制备方法，包括：将烘干的赤泥与还原剂混合，压制成生球团；将生球团烘干，进行还原处理和去碱处理，得到去碱的磁化球团；去碱的磁化球团磨成细粉，进行磁选分离。本发明专利技术的水泥添加剂能够显著提升水泥的性能。本发明专利技术的水泥添加剂的制备方法以赤泥为原料，成本低，工艺简单。工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥添加剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体地，本专利技术涉及一种水泥添加剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥添加剂是指水泥应用过程中，为了改善或实现各种特性进行添加的助剂，例如快干或增强，减少含水量，或者缓凝。目前的水泥添加剂一般分为由无机物组成或者由有机物组成。无机物组成的水泥添加剂的组分复杂，成本较高，在保持不当的情况下容易出现材料失效的问题。有机物组成的水泥添加剂在应用时反应复杂且缓慢，能耗高但对提高水泥品质有所欠缺。
[0003]另一方面，赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的强碱性固体废弃物，主要含有氧化铝、氧化铁、二氧化钛、氧化钠和氧化钙等成分。因为赤泥中含有大量的氧化铁，外观一般呈红褐色，因此将其称之为赤泥。据统计，每生产1吨氧化铝，大约会产生0.7～2吨的赤泥。因其难以直接利用，只能进行外排或堆存处置。近年来，我国已经成为世界第一的氧化铝生产大国，因生产氧化铝而排放的赤泥高达1亿吨/年，而全球的赤泥产量也已经超过了1.5亿吨/年。赤泥的大量堆存不仅占用大量土地，而且存在于赤泥中的强碱会向地下渗透，造成土壤碱化、地下水污染。此外，干法堆存的赤泥容易形成赤泥扬尘，造成大气污染，对环境造成了严重破坏。随着国家对环境问题的不断重视，赤泥的无害化处理和利用，已刻不容缓。
[0004]如何将赤泥的无害化利用与水泥添加剂的生产联系在一起，以便既能够使废弃物资源化、降低其对环境的污染，又能够降低水泥添加剂的生产成本并改善其性能，这是目前行业内急需研究解决的一个问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术提供了一种水泥添加剂及其制备方法。
[0006]具体来说，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0007]一种水泥添加剂，以重量份计，包括：二氧化硅10～30份，二氧化钛5～15份，氧化铝15～45份，铁3～20份，硫0.1～0.8份，氧化钠0.4～2份和磷0.01～0.9份。
[0008]可选地，以重量份计，包括：二氧化硅20～30份，二氧化钛10～15份，氧化铝25～45份，铁5～20份，硫0.3～0.6份，氧化钠1～2份和磷0.1～0.8份。
[0009]一种水泥添加剂的制备方法，包括：
[0010]步骤S1：将烘干的赤泥与还原剂混合，压制成生球团；
[0011]步骤S2：将生球团烘干，进行还原处理和去碱处理，得到去碱的磁化球团；
[0012]步骤S3：去碱的磁化球团磨成细粉，进行磁选分离。
[0013]可选地，所述步骤S1进一步包括：
[0014]步骤S11：收集赤泥为原料备用；
[0015]步骤S12：对赤泥进行烘干处理直至赤泥中的水分含量达到目标范围；
[0016]步骤S13：向经过烘干处理的赤泥中加入还原剂，混合均匀得到混合料；
[0017]步骤S14：将混合料压制成球团，即得到生球团。
[0018]可选地，在步骤S12，烘干处理采用的温度是400～800℃，烘干处理采用的时间是5～25分钟。
[0019]可选地，在步骤S12中，水分含量的目标范围是15～25wt％。
[0020]可选地，在步骤S13中，还原剂是碳质还原剂或无灰分还原剂。
[0021]可选地，在步骤S13中，以混合料的总重量计，还原剂的加入量是30～50wt％。
[0022]可选地，在步骤S14中，压制成球团采用的压力是70000～120000kg/cm2。
[0023]可选地，在步骤S14中，将混合料压制成尺寸是40～60mm的球团。
[0024]可选地，所述步骤S2进一步包括：
[0025]步骤S21：将生球团烘干，得到熟球团；
[0026]步骤S22：对熟球团进行预还原和微波磁化焙烧，得到磁化球团；
[0027]步骤S23：磁化球团输入至高温溶池，进行去碱处理。
[0028]可选地，在步骤S21中，烘干采用的温度是100～200℃，烘干的时间是1～2小时。
[0029]可选地，在步骤S22中，采用天然气燃烧对熟球团进行预还原；优选地，预还原的温度是800～1500℃，预还原的时间是1～3小时。
[0030]可选地，在步骤S22中，微波磁化焙烧的温度是850～1500℃，微波磁化焙烧的时间是1～3小时。
[0031]可选地，在步骤S23中，高温溶池的温度在50℃以上。
[0032]可选地，在步骤S23中，利用步骤(b2)中微波磁化的余热使高温溶池的温度直接达到50℃以上。
[0033]可选地，所述步骤S3进一步包括：
[0034]步骤S31：将去碱的磁化球团磨制成细粉；
[0035]步骤S32：在设定的磁场强度下对细粉进行磁选分离。
[0036]可选地，在步骤S31中，细粉的粒径是100～800目。
[0037]可选地，在步骤S32中，设定的磁场强度是1000～6000高斯。
[0038]相比于现有技术，本专利技术的水泥添加剂及其制备方法，至少具有如下有益效果：
[0039]本专利技术的水泥添加剂基于组分及配比所实现的协同作用，能够有助于水泥实现易于浇筑，长期保持力学性能，强度高、韧性高、体积稳定性好，以及在恶劣的使用条件下寿命长等效果。
[0040]本专利技术的水泥添加剂以赤泥为原料，成本低廉，工艺简单、易于实现。
具体实施方式
[0041]为了充分了解本专利技术的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本专利技术作详细说明。本专利技术的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
[0042]第一方面，本专利技术提供了一种水泥添加剂，以重量份计，包括：二氧化硅10～30份，二氧化钛5～15份，氧化铝15～45份，铁3～20份，硫0.1～0.8份，氧化钠0.4～2份和磷0.01～0.9份。优选地，以重量份计，包括：二氧化硅20～30份，二氧化钛10～15份，氧化铝25～45
份，铁5～20份，硫0.3～0.6份，氧化钠1～2份和磷0.1～0.8份。
[0043]本专利技术的水泥添加剂可以通过将各组分按比例混合的方法得到。但是，考虑到成本因素，本专利技术可以采用赤泥为原料，通过对赤泥进行资源化利用，一方面能够得到铁精粉，另一方面得到的尾矿即为本专利技术的水泥添加剂。
[0044]第二方面，本专利技术提供了一种水泥添加剂的制备方法，包括：步骤S1：将烘干的赤泥与还原剂混合，压制成生球团；步骤S2：将生球团烘干，进行还原处理和去碱处理，得到去碱的磁化球团；步骤S3：去碱的磁化球团磨成细粉，进行磁选分离。
[0045]作为一种优选的实施方案，本专利技术的制备方法包括如下步骤：
[0046]步骤S1：制备生球团。
[0047]具体地，步骤S1进一步包括如下步骤：
[0048]步骤S11：备料
[0049]收集制铝工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥添加剂，其特征在于，以重量份计，包括：二氧化硅10～30份，二氧化钛5～15份，氧化铝15～45份，铁3～20份，硫0.1～0.8份，氧化钠0.4～2份和磷0.01～0.9份。2.根据权利要求1所述的水泥添加剂，其特征在于，以重量份计，包括：二氧化硅20～30份，二氧化钛10～15份，氧化铝25～45份，铁5～20份，硫0.3～0.6份，氧化钠1～2份和磷0.1～0.8份。3.权利要求1或2所述的水泥添加剂的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1：将烘干的赤泥与还原剂混合，压制成生球团；步骤S2：将生球团烘干，进行还原处理和去碱处理，得到去碱的磁化球团；步骤S3：去碱的磁化球团磨成细粉，进行磁选分离。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：步骤S11：收集赤泥为原料备用；步骤S12：对赤泥进行烘干处理直至赤泥中的水分含量达到目标范围；步骤S13：向经过烘干处理的赤泥中加入还原剂，混合均匀得到混合料；步骤S14：将混合料压制成球团，即得到生球团。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S12，烘干处理采用的温度是400～800℃，烘干处理采用的时间是5～25分钟。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S12中，水分含量的目标范围是15～25wt％。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S13中，还原剂是碳质还原剂或无灰分还原剂。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S13中，以混合料的总重量计，还原剂的加入量是30～50wt％。9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S14中，压制成球团采用的...

【专利技术属性】
技术研发人员：范犇，黄连洪，
申请(专利权)人：海南广然环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：