【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，具体涉及一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法。
技术介绍
1、锰渣是生产电解金属锰和电解二氧化锰的过程中产生的硫酸浸出压滤废渣或冶炼锰铁时的冶炼锰渣，且含有多种有价值的成分，可通过资源化利用将其转化为工业产品，由于锰渣中含有二氧化硅、氧化铝、氧化锰等活性成分，且具有较好的细度和活性，在水泥中能够充分发挥其微集料效应和填充作用，因此通常会对锰渣经过改性处理后作为混合材用于水泥生产。
2、由于新的水泥国家标准gb175-2023《通用硅酸盐水泥》的实施，明确规定只有粒化高炉矿渣/矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料、石灰石和砂岩可以作为通用硅酸盐水泥混合材，而通过传统方式改性后的锰渣无法满足要求，因此，本专利技术提供一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，在砖瓦窑使锰渣经过高温煅烧改性处理后能够符合gb/t2847-2022《用于水泥中的火山灰质混合材料》的标准要求，达到水泥新国标的使用条件。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法。
2、一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，包括以下步骤：
3、(1)配料和均化：在砖瓦窑将锰渣、锂渣、页岩或粘土、碳粉按质量比35-42:28-33:23-28:3-5精确称量，各物料比例合计为100，通过机械混合设备进行充分均化；
4、(2)破碎和成型：将均化后的混合物送入破碎机中破碎处理，随后采用成型设备将破碎后的物料通过压制
5、(3)干燥和煅烧：将成型的砖坯送入干燥窑中，于150-200℃下停留烘干80-100min，随后马上进入高温窑中，升温速率为10-20℃/min，于850-950℃下煅烧80-100min；
6、(4)冷却和破碎：煅烧完成后，将砖块从高温窑中取出并冷却至室温，随后使用破碎机破碎至粒径≤3.5cm的颗粒，即制得用于水泥生产中的火山灰质混合材。
7、所述锂渣为新能源电池厂生产锂电池过程中的副产品；所述碳粉为新能源电池厂生产锂电池过程中产生的废渣，其发热量为7000kcal/kg。
8、经过高温煅烧的锰渣、锂渣等原料中的硅酸盐矿物发生相变，形成具有高度活性的无定形相，这些相在水泥水化过程中能与氢氧化钙反应生成胶凝性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，显著提高混合材的火山灰活性。
9、制得的火山灰质混合材用于水泥生产中，作为水泥的混合材，能够改善水泥的水化性能，可以显著提高水泥的强度、耐久性和工作性能；同时，由于掺入工业废弃物，能够降低水泥生产成本，符合绿色建筑和可持续发展的要求；此外，该火山灰质混合材经过粉磨加工成为混凝土用复合掺合料。
10、优选的，在配料和均化步骤中，所述锰渣、锂渣、页岩或粘土、碳粉的质量比为40:30:26:4。
11、优选的，在破碎和成型步骤中，将均化后的混合物破碎至粒度范围为0.074-2mm。
12、优选的，在破碎和成型步骤中，采用成型技术使砖坯密度达到2.0-2.5g/cm2。
13、优选的，在破碎和成型步骤中，所述砖坯的尺寸为240×115×53mm或其他规格。
14、优选的，在干燥和煅烧步骤中，烘干前对砖坯进行预热处理，即在80-100℃下保持30-60min。
15、优选的，在干燥和煅烧步骤中，调整高温窑内气氛为微氧化环境。
16、优选的，在冷却和破碎步骤中，冷却过程采用缓慢冷却方式，包括空气自然冷却或控制冷却速率。
17、优选的，将所述页岩或粘土替换为等量的粉煤灰或其他硅铝质矿物原料。
18、优选的，所述火山灰质混合材用于水泥生产时，其掺量为水泥总质量的20-40％。
19、本专利技术达到的有益效果为：
20、1、本专利技术通过将锰渣、锂渣与页岩或粘土结合，并引入碳粉作为内燃料，通过均化、破碎、制成砖坯、烘干后，在砖瓦窑经过高温煅烧改性得到产品，即火山灰质混合材，使其物理和化学性能得到显著提升，使得锰渣煅烧改性后性能达到新标准要求，由于碳粉在其中起内燃料的作用，且煅烧后材料的活性好、硅和铝较高，从而进一步提高煅烧锰渣性能。
21、2、本专利技术利用现有的砖瓦窑进行锰渣改性处理，无需额外建设专门的改性生产线，大大减少初期投资成本和建设周期；砖瓦窑的煅烧技术和设备与锰渣改性处理具有一定的共通性，通过调整工艺参数和操作流程即可满足改性要求，便于根据市场需求和原料供应情况灵活调整生产；将锰渣改性处理与砖瓦窑生产相结合，也是对传统建材产业的一种尝试和产业升级与转型的探索。
22、3、本专利技术利用多种工业废弃物和天然材料作为原料，不仅实现工业废弃物的资源化利用，减少对环境的污染，促进循环经济的发展，同时碳粉作为内燃料的使用可以减少外部能源的消耗，进一步降低生产成本，利用新能源电池厂产生的碳粉作为辅助燃料，其发热量高，有助于提高砖瓦窑的能源利用效率。
23、4、本专利技术生产的火山灰质混合材具有更高的活性，使得水泥制品具有更好的力学性能和耐久性。
24、5、本专利技术通过调整原料配比和生产工艺，生产的火山灰质混合材料可以适用于多种类型的水泥，包括普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、火山质硅酸盐水泥等，扩大应用范围。
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1.一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在配料和均化步骤中，所述锰渣、锂渣、页岩或粘土、碳粉的质量比为40:30:26:4。
3.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在破碎和成型步骤中，将均化后的混合物破碎至粒度范围为0.074-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在破碎和成型步骤中，采用成型技术使砖坯密度达到2.0-2.5g/cm2。
5.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在破碎和成型步骤中，所述砖坯的尺寸为240×115×53mm或其他标准规格。
6.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在干燥和煅烧步骤中，烘干前对砖坯进行预热处理，即在80-100℃下保持30-60min。
7.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在干燥
8.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在冷却和破碎步骤中，冷却过程采用缓慢冷却方式，包括空气自然冷却或控制冷却速率。
9.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，将所述页岩或粘土替换为等量的粉煤灰或其他硅铝质矿物原料。
10.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，所述火山灰质混合材用于水泥生产时，其掺量为水泥总质量的20-40％。
...【技术特征摘要】
1.一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在配料和均化步骤中，所述锰渣、锂渣、页岩或粘土、碳粉的质量比为40:30:26:4。
3.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在破碎和成型步骤中，将均化后的混合物破碎至粒度范围为0.074-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在破碎和成型步骤中，采用成型技术使砖坯密度达到2.0-2.5g/cm2。
5.根据权利要求1所述的一种锰渣改性制备火山灰质混合材的方法，其特征在于，在破碎和成型步骤中，所述砖坯的尺寸为240×115×53mm或其他标准规格。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭健武，童冬成，张劲，傅光亮，
申请(专利权)人：湘潭市华昇环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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