一种商混站固碳掺合料、及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种商混站固碳掺合料、及其制备方法和应用。所述掺合料的制备流程为：将1000

【技术实现步骤摘要】
一种商混站固碳掺合料、及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于二氧化碳封存领域和工业固体废弃物资源化利用
，具体涉及一种商混站固碳掺合料、及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]当前，随着建筑行业的飞速发展，混凝土作为建筑行业最主要的原材料之一，预拌混凝土的生产量也在日益增长，但在商混搅拌站、混凝土运输车等参与混凝土制备、运输的各个环节都产生了大量的商混废浆，也让商混品混凝土的生产给环境带来了污染问题。
[0003]商混废浆常用于生产再生混凝土骨料、制造混凝土普通砖，但实际利用率并不高，更有商混站直接进行掩埋处理，造成浪费的同时，也给环境带来严重的污染。利用商混废浆制备活性掺和料较为少见，利用商混废浆制备掺合料的方法有：热化学激发、化学滴定等，通过这些方法处理后作为掺合料加入预拌混凝土制备中。但存在能耗较高、工艺繁琐、替代率不高、活性指数较低等问题。
[0004]如专利号CN201810463812.8所述的一种用于混凝土的复合活性掺合料制备方法，首先磁选分离出镍铁渣中夹杂的金属镍铁粒，而剩余镍铁渣再通过轻烧活化焙烧和机械粉磨
‑
化学激发后获得复合活性掺合料。该专利技术与现有技术相比，生产原材料来源广，技术路线实现度高。但工艺较为繁琐，能耗较高，生产过程中需要添加较多的外加剂。
[0005]如专利号CN201510549555.6所述的一种再生活性掺合料及其制备方法，其原料由再生混凝土微粉和再生玻璃微粉组成。本专利技术所配制的再生活性掺合料中由于再生混凝土微粉本身活性较低，而玻璃活性较高，两者复合一起应用可以提高再生混凝土细骨料微粉的活性。但生长周期较长、活性指数远低于95％，取代率较低。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种商混站固碳掺合料、及其制备方法和应用。所述制备方法以商混废浆为原料，协同再生混凝土微粉利用湿法研磨，高效封存水泥厂净化工艺捕集的CO2混合气体，以制备出一种商混站固碳掺和料。
[0007]本专利技术利用固废体系结合本课题组的湿法研磨工艺，基于湿磨工艺的机械力和流化作用实现了固废颗粒的超细化，并将细化颗粒均匀分布在湿磨罐中与CO2迅速反应，并且在晶型调控剂作用下，产生大量微纳米级亚稳态针状文石型碳酸钙、球霰石型碳酸钙晶种，基于高压处理的特殊性，加大CO2在水中的溶解度、扩散系数，减小溶液的界面阻力。所制备的商混废浆固碳掺和料直接替粉煤灰、硅灰、矿粉等掺合料，实现了固废资源绿色利用、二氧化碳高值化利用一体化绿色工艺流程，缓解碳排放压力，在预拌混凝土实际生产过程中具有应用前景。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种商混站固碳掺合料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一：将1000
‑
1200质量份商混废浆A、80
‑
100质量份再生混凝土微粉、500
‑
600
质量份水、100
‑
120质量份晶型调控剂、1000
‑
1200质量份研磨介质、10
‑
15质量份表面活性剂，加入湿磨罐中进行预磨；
[0011]步骤二：经正式研磨开始后向研磨罐中通入CO2混合气体，研磨环境维持常压状态，研磨过程中进行水浴降温，保持温度在35
‑
40℃范围内波动，通过观测气速表，达到反应结束标准，停止研磨即得商混站固碳掺合料。
[0012]进一步，步骤一中，商混废浆A是用水冲洗场地、清洗搅拌车、搅拌罐，再经砂石过滤得到废浆，废浆A中值粒径为20
‑
50μm，废浆A固含≥50％、pH为10
‑
13；再生混凝土微粉颗粒直径<50μm。
[0013]进一步，步骤一中湿磨机设置预磨转速为100
‑
150r/min，研磨介质为氧化锆、玛瑙球、钢球按质量比例2
‑
3：1
‑
2：1
‑
2复合。
[0014]进一步，步骤一中晶型调控剂为聚丙烯酰胺、十六烷基三甲基溴化铵、废浆
‑
壳聚糖溶液，按质量比例1
‑
2：1
‑
2：8
‑
10复合。
[0015]更进一步，所述废浆
‑
壳聚糖溶液的处理方法如下：先将100
‑
120质量份的蟹壳、虾壳进行酸洗5
‑
6min，酸洗后在流水中清洗2
‑
3min，清洗后真空干燥5
‑
8min，干燥完放入破碎机处理后过0.45mm筛获得混合壳微粉，将混合壳微粉利用150
‑
180质量份的商混废浆进行碱煮去蛋白质后处理10
‑
15min，碱煮温度为80
‑
85℃，即得。
[0016]进一步，所述表面活性剂为季铵盐、聚羧酸系减水剂中的一种或两种复合而成。优选的，所述表面活性剂为聚羧酸减水剂(苏博特
‑
混凝土高效减水剂)、季铵盐表面活性剂(烷基三甲基铵盐型)的复合。
[0017]进一步，步骤二中，正式研磨过程中转速为400
‑
500r/min。
[0018]进一步，步骤二中，商混站固碳掺合料中值粒径为2
‑
6μm，固含≥50％，浆料活性指数>100％，pH为7
‑
8。
[0019]进一步，步骤二中，CO2混合气体为水泥厂捕集的浓缩烟气，烟气中CO2纯度大于50％，CO2混合气体通入气速为10
‑
12质量份/min，研磨环境压力维持13
‑
15Mpa。
[0020]进一步，步骤二中，所述反应结束标准为进气口气速与出气口气速相等且保持在1min以上，即为反应结束标准。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种商混站固碳掺合料，采用第一方面所述的方法制备。
[0022]第三方面，本专利技术提供第二方面所述商混站固碳掺合料在预拌混凝土的制备过程中作为掺合料的应用。
[0023]进一步，所述掺合料用于替代粉煤灰、矿粉等掺合料，替代量为90
‑
100wt％。
[0024]本专利技术机理如下：
[0025]商混废浆中富含大量的钙基物质，其中的钙离子可以与溶液中碳酸化反应的CO
32
‑
相结合，并且在研磨环境中加入晶型调控剂的作用下，钙基颗粒的Ca
2+
与CO
32
‑
相结合生成了亚稳态的文石型和球霰石型碳酸钙晶种。利用湿法研磨工艺产生的剧烈机械力实现了废浆颗粒和再生混凝土微粉颗粒的超细化、促进Ca
2+
溶出，将钙基反应颗粒均匀分布在溶液中。高压环境下CO2在研磨溶液中的溶解度、扩散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种商混站固碳掺合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将1000
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1200质量份商混废浆A、80
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100质量份再生混凝土微粉、500
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600质量份水、100
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120质量份晶型调控剂、1000
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1200质量份研磨介质、10
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15质量份表面活性剂，加入湿磨罐中进行预磨；步骤二：经正式研磨开始后向研磨罐中通入CO2混合气体，并将研磨环境维持常压状态，研磨过程中进行水浴降温，保持温度在35
‑
40℃范围内波动，通过观测气速表，达到反应结束标准，停止研磨即得商混站固碳掺合料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤一中，商混废浆A是用水冲洗场地、清洗搅拌车、搅拌罐，再经砂石过滤得到废浆，废浆A中值粒径为20
‑
50μm，废浆A固含≥50％、pH为10
‑
13；再生混凝土微粉颗粒直径<50μm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤一中湿磨机设置预磨转速为100
‑
150r/min，研磨介质为氧化锆、玛瑙球、钢球按质量比例2
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3：1
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2：1
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2复合。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤一中晶型调控剂为聚丙烯酰胺、十六烷基三甲基溴化铵、废浆
‑
壳聚糖溶液，按质量比例1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏英，傅卓毅，贺行洋，杨进，代飞，戚华辉，王金付，邱浩，曾昊清，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：