一种超细矿物掺合料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超细矿物掺合料的制备方法，将大宗工业固废原材料按照易磨性进行分类，分为A类和B类，分别将A类/B类原材料、活性激发剂和助磨添加剂按照原材料配比，以一定进料台时进入粉磨装置I/粉磨装置II，并以同样出磨台时从粉磨装置出料，将粉磨装置I和粉磨装置II的出磨物料以出磨台时进料至混合装置混合均匀，得到超细粉体材料，即为超细矿物掺合料。本发明专利技术按照原材料的易磨性对大宗工业固废进行分类，将易磨性相近的归纳到同一类进粉磨装置，各物料之间的粉磨更为充分。避免易磨性差异较大的物料混合粉磨，出现易磨性好的粉磨过细、易磨性差的粉磨不充分，导致矿物掺合料的质量和养护活性波动。的质量和养护活性波动。的质量和养护活性波动。

【技术实现步骤摘要】
一种超细矿物掺合料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种矿物掺合料的制备方法，具体为一种超细矿物掺合料的制备方法，属于粉体材料的生产技术应用领域。

技术介绍

[0002]水泥及混凝土是大宗工业固废资源化利用的重要途径，我国水泥年产量超过20亿吨，预拌混凝土年产量超过30亿立方米。
[0003]大宗工业固废不仅可以作为人工骨料替代砂石骨料使用，而且具有火山灰活性的大宗工业固废为原料制备的矿物掺合料，白玫等[中国水泥工业碳达峰、碳中和实现路径研究[J].价格理论与实践,2021(04):4
‑
11+53.]研究发现，大宗工业固废可以作为水泥生产过程中的原材料或者在混凝土中部分替代水泥作为胶凝材料，矿粉、粉煤灰、硅灰、沸石粉、微珠等是水泥及混凝土中常用的矿物掺合料，显著降低水泥熟料用量，进一步降低水泥熟料生产过程的二氧化碳排放和能源消耗。
[0004]李保亮等[水泥
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镍渣
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锂渣二元及三元复合胶凝材料的水化机理及耐久性[D].江苏南京:东南大学,2019]研究了镍渣、锂渣作为掺合料，与水泥复配构成的二元或者三元复合胶凝材料的水化过程和水化机理，并对养护制度对镍渣、锂渣的反应活性的影响，以及它们对水泥体积安定性的影响进行了深入研究。
[0005]吴萌等[石灰基低碳胶凝材料的设计制备与水化机理研究[D].江苏南京:东南大学,2020]研究了低钙粉煤灰、矿渣粉、水泥熟料、石灰和石膏等构成的复合体系，制备新型石灰基低碳胶凝材料，其力学性能与普通硅酸盐水泥相同，由于粉煤灰和矿渣粉的碱性较低，导致新型石灰基低碳胶凝胶材的抗碳化能力略有下降。
[0006]孟凡星等[粉煤灰及矿渣粉对水泥水化热的影响[J].北京:清华大学,2015]研究发现，粉煤灰和矿渣粉部分替代水泥，能够降低水泥各个龄期的水化热。
[0007]黎梦圆等[大掺量矿物掺合料在蒸养混凝土中的应用研究[D].北京:清华大学,2015]研究表明，粉煤灰或矿粉等矿物掺合料在蒸养混凝土中替代水泥作为胶凝材料，能够改善蒸养混凝土的力学强度和耐久性。
[0008]冯乃谦等[高性能与超高性能混凝土管桩的研发与应用[J].混凝土与水泥制品,2010,(6):25
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28]研究了微珠和沸石粉复配混合在蒸养条件下(85℃，4～5h)，混凝土的抗压强度达到100MPa以上，混凝土的力学性能和耐久性得到改善。
[0009]综上所述，大宗工业固废制备的矿物掺合料在水泥或混凝土中表现出较好的应用性能，对混凝土的和易性、力学性能和耐久性等具有一定的改善效果。更进一步地，矿物掺合料对水泥熟料或者混凝土中水泥的部分替代，有效地降低了水泥熟料的消耗，对于降低水泥生产过程能耗和二氧化碳排放具有显著的效果，有助于国内大宗工业固废的资源化利用、节能环保和碳中和战略的落实。
[0010]然而，目前对于大宗工业固废为原材料制备的矿物掺合料的研究深度和资源化利用程度还比较初级。大量的研究工作集中在某一种或者两到三种掺合料的复配和应用性
能，对于掺合料的组成变化、加工方法以及掺合料自身的粒径分布、中值粒径(D
50
)、细度和粒径分布等对矿物掺合料工作性能、力学性能和耐久性能的研究还比较缺乏。更进一步地，大宗工业固废的组成和来源复杂，存在硫酸盐含量、黏土含量、石粉含量以及级配分布等问题，在矿物掺合料部分替代水泥工况下，容易导致水泥或混凝土需水量、凝结时间、强度、体积安定性以及混凝土和易性等方面的问题。
[0011]基于此，本专利技术对矿物掺合料的原材料组成、粉磨加工过程、助磨添加剂和产品关键技术指标等进行控制，报道了一种原料来源广泛、制备简单、质量稳定、养护活性高的超细矿物掺合料的制备方法。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种原料来源广泛、制备简单、质量稳定、养护活性高的超细矿物掺合料的制备方法。
[0013]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种超细矿物掺合料的制备方法，包括大宗工业固废原材料，所述大宗工业固废原材料包括矿渣、石灰石、石膏石、煤矸石、原灰、粗灰、二级灰、一级灰、硅灰、炉渣、镍渣、钢渣、锂渣、电石渣、脱硫石膏粉、磷石膏粉、大理石粉，具体制备步骤如下，
[0014]S1、将大宗工业固废原材料按照易磨性进行分类，分为A类和B类，所述A类大宗工业固废，包括矿渣、石灰石、石膏石、煤矸石、炉渣、镍渣、钢渣，所述B类大宗工业固废，包括原灰、粗灰、二级灰、一级灰、硅灰、锂渣、电石渣、脱硫石膏粉、磷石膏粉、大理石粉；
[0015]S2、将A类原材料、活性激发剂和助磨添加剂按照原材料配比，以一定进料台时进入粉磨装置I，并以同样出磨台时从粉磨装置出料；
[0016]所述A类原材料、活性激发剂的质量百分比为(90％～98％):(2％～10％)，助磨添加剂的用量为A类原材料和活性激发剂总质量的0.05％～0.1％；
[0017]S3、将B类原材料、活性激发剂和助磨添加剂按照原材料配比，以一定进磨台时进入粉磨装置II，并以同样出磨台时从粉磨装置出料；
[0018]所述B类原材料、活性激发剂的质量百分比为(90％～98％):(2％～10％)，助磨添加剂的用量为B类原材料和活性激发剂总质量的0.05％～0.1％；
[0019]S4、将粉磨装置I和粉磨装置II的出磨物料以出磨台时进料至混合装置混合均匀，得到超细粉体材料，即为超细矿物掺合料。
[0020]优选地，所述A类大宗工业固废进入粉磨装置I前，需要预粉碎至颗粒粒径＜2mm，所述矿渣质量占比在A类大宗工业固废中的占比≥80％，所述石膏石的质量占比在A类大宗工业固废中的占比≤8％，剩余A类原材料中的一种或者几种可以以任意质量比例加入粉磨装置I。
[0021]优选地，所述粗灰、原灰、二级灰或者一级灰的总质量占比在B类大宗工业固废中的占比≥80％，所述脱硫石膏粉和磷石膏粉的总质量占比在B类大宗工业固废中的占比≤8％，所述硅灰的质量占比在B类大宗工业固废中的占比≤10％，剩余B类原材料中的一种或者几种可以以任意质量比例加入粉磨装置II。
[0022]优选地，所述活性激发剂，为十八水硫酸铝、元明粉、甲酸钙、醋酸钙、明矾石粉中的一种。
[0023]优选地，所述助磨添加剂，主要成分为不饱和羧酸聚合物和醇胺类单体，所述不饱和羧酸聚合物，主要是指数均分子量500
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3000之间的聚丙烯酸的碱金属盐或者水解聚马来酸酐的碱金属盐中的一种，包括钠盐、钾盐和钙盐，所述醇胺类单体，主要是指三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺中的一种。
[0024]优选地，所述不饱和羧酸聚合物与醇胺类单体的质量比为1:(1.0～2.0)。
[0025]优选地，所述超细矿物掺合料的28d胶砂标养活性达到S95矿粉水平，比表面积在600～1000m2/Kg；细度≤9％；中值粒径(D
50
)在5～10μm。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细矿物掺合料的制备方法，其特征在于：包括大宗工业固废原材料，所述大宗工业固废原材料包括矿渣、石灰石、石膏石、煤矸石、原灰、粗灰、二级灰、一级灰、硅灰、炉渣、镍渣、钢渣、锂渣、电石渣、脱硫石膏粉、磷石膏粉、大理石粉，具体制备步骤如下，S1、将大宗工业固废原材料按照易磨性进行分类，分为A类和B类，所述A类大宗工业固废，包括矿渣、石灰石、石膏石、煤矸石、炉渣、镍渣、钢渣，所述B类大宗工业固废，包括原灰、粗灰、二级灰、一级灰、硅灰、锂渣、电石渣、脱硫石膏粉、磷石膏粉、大理石粉；S2、将A类原材料、活性激发剂和助磨添加剂按照原材料配比，以一定进料台时进入粉磨装置I，并以同样出磨台时从粉磨装置出料；所述A类原材料、活性激发剂的质量百分比为(90％～98％):(2％～10％)，助磨添加剂的用量为A类原材料和活性激发剂总质量的0.05％～0.1％；S3、将B类原材料、活性激发剂和助磨添加剂按照原材料配比，以一定进磨台时进入粉磨装置II，并以同样出磨台时从粉磨装置出料；所述B类原材料、活性激发剂的质量百分比为(90％～98％):(2％～10％)，助磨添加剂的用量为B类原材料和活性激发剂总质量的0.05％～0.1％；S4、将粉磨装置I和粉磨装置II的出磨物料以出磨台时进料至混合装置混合均匀，得到超细粉体材料，即为超细矿物掺合料。2.根据权利要求1所述的一种超细矿物掺合料的制备方法，其特征在于：所述A类大宗工业固废进入粉磨装置I前，需要预粉碎至颗粒粒径＜2mm，所述矿渣质量占比在A类大宗工业固废中的占比≥80％，所述石膏...

【专利技术属性】
技术研发人员：范士敏，牟忠江，张磊，
申请(专利权)人：江苏金木土科技有限公司，
类型：发明
国别省市：