本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及新型建筑材料，具體為一種高活性超細(xì)磷渣復(fù)合礦物微粉及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
磷酸渣是化工廠排出的呈酸性的廢渣，廢渣中的鉻、五氧化二磷含量不穩(wěn)定，很大程度上制約了磷酸渣的應(yīng)用，在生產(chǎn)水泥、砂漿或混凝土等建筑材料中直接加入難以奏效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的提供一種復(fù)合礦物微粉及其制備方法和應(yīng)用，其充分利用磷化工企業(yè)的磷酸渣及爐渣及磷石膏等工業(yè)固廢，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種復(fù)合礦物微粉，包括按重量份計(jì)的以下原料：磷酸渣50-80份，碳酸鹽10-25份，中和劑3-5份；另外還含有工業(yè)爐渣0-12份、磷石膏0-5份或者硬石膏0-5份中的一種或幾種的組合。
優(yōu)選的方案中，磷酸渣為75份，碳酸鹽為17份，中和劑3份。其中碳酸鹽優(yōu)選碳酸鈣。
所述復(fù)合礦物微粉的粒度的粒度分布為：0～3μm，＜10%；3.5-30μm，65%～80%；≥45μm，＜10%；比表面積420-450m2/kg。
所述磷酸渣的9＞pH＞5，且P2O5的含量小于7wt%。
所述碳酸鹽中，45wt%＜CaO＜85wt%，且堿含量＜0.8wt%。
所述工業(yè)爐渣為鋼廠或電廠在生產(chǎn)中排放的高爐礦渣或粉煤灰；其燒失量＜8wt%，SiO2硅含量＞35wt%，Al2O3＜10wt%。
所述磷石膏的pH值＞7，SO3≥38wt%，粒度13mm篩余≥85wt%，水分≤8wt%；所述硬石膏的SO3≥38wt%，有效結(jié)晶水≥70wt%。
所述復(fù)合礦物微粉的活性指數(shù)大于75%。
制備所述的復(fù)合礦物微粉的方法，包括以下步驟：
1）對(duì)原料進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，選取符合要求的原料按比例進(jìn)行配料混合；
2）對(duì)混合后的物料進(jìn)行烘干及均化，然后進(jìn)行磨粉；
3）磨粉后得到的物料進(jìn)行篩分，得到復(fù)合礦物微粉。
本發(fā)明還涉及所述的復(fù)合礦物微粉在制備混凝土或者砂漿中的用途。其可以作為新型建筑材料，在制備混凝土或者砂漿的過(guò)程中，至少能夠等同取代30%的水泥用量。
其制備混凝土或砂漿的主要優(yōu)點(diǎn)為：
1）提高混凝土或砂漿的致密性，同時(shí)后期（28天）強(qiáng)度也有較大幅度的增長(zhǎng)，其后期增大優(yōu)于普通硅酸鹽水泥。
2）提高混凝土或砂漿的黏度，同時(shí)擴(kuò)大流動(dòng)性，提升混凝土或砂漿的工作性能。
3）改善混凝土或砂漿中外加劑的適應(yīng)性，減少或降低收縮，能降低大體積混凝土水化熱。
4）該復(fù)合礦物微粉通過(guò)加入碳酸鹽和中和劑合成后的產(chǎn)品，相比磷酸渣磨細(xì)微粉直接單獨(dú)添加到混凝土或砂漿中，能夠克服單純加入磷酸渣引起的泌水問(wèn)題及凝結(jié)時(shí)間超長(zhǎng)的問(wèn)題。
本發(fā)明的有益效果：
其一方面能夠利用工業(yè)廢渣，消除了廢渣對(duì)環(huán)境的污染，減輕甚至消除工廠的環(huán)保壓力；另一方面，其制備的復(fù)合礦物微粉，成本低于水泥，在制備混凝土或者砂漿的過(guò)程中，至少能夠等同取代30%的水泥用量，降低生產(chǎn)成本，通過(guò)測(cè)算，加入該復(fù)合礦物微粉相比未使用的配比，每立方可節(jié)約成分5-8元，為商品混凝土企業(yè)、預(yù)拌砂漿企業(yè)增加盈利；最后，取代水泥得到的混凝土及砂漿的工作性能、強(qiáng)度等得到有效提高。該復(fù)合礦物微粉充分利用資源，為區(qū)域優(yōu)化環(huán)境，利用穩(wěn)固可持續(xù)發(fā)展。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
實(shí)施例1：一種復(fù)合礦物微粉，包括按重量份計(jì)的以下原料：磷酸渣50份，碳酸鹽25份，中和劑5份，磷石膏5份。其活性指數(shù)可以達(dá)到75%。
實(shí)施例2：一種復(fù)合礦物微粉，包括按重量份計(jì)的以下原料：磷酸渣80份，碳酸鹽10份，中和劑5份，磷石膏5份。其活性指數(shù)可以達(dá)到75%。
實(shí)施例3：一種復(fù)合礦物微粉，包括按重量份計(jì)的以下原料：磷酸渣75份，碳酸鹽17份，中和劑3份，硬石膏5份。其活性指數(shù)可以達(dá)到96%。
實(shí)施例4：一種復(fù)合礦物微粉，包括按重量份計(jì)的以下原料：磷酸渣60份，碳酸鹽20份，中和劑5份，工業(yè)爐渣12份，磷石膏3份。其活性指數(shù)可以達(dá)到85%。
實(shí)施例5：一種復(fù)合礦物微粉，包括按重量份計(jì)的以下原料：磷酸渣50份，碳酸鹽25份，中和劑5份，工業(yè)爐渣10份，磷石膏5份及硬石膏5份。
實(shí)施例6：一種復(fù)合礦物微粉，包括按重量份計(jì)的以下原料：磷酸渣60份，碳酸鹽25份，中和劑5份，磷石膏5份及硬石膏5份。
實(shí)施例7：一種復(fù)合礦物微粉，包括按重量份計(jì)的以下原料：磷酸渣70份，碳酸鹽17份，中和劑3份，工業(yè)爐渣5份，磷石膏3份及硬石膏2份。
實(shí)施例8：一種復(fù)合礦物微粉，包括按重量份計(jì)的以下原料：磷酸渣70份，碳酸鹽17份，中和劑3份，工業(yè)爐渣10份。
具體的制備方法為：
1）對(duì)各原料進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，選取符合要求的原料按比例進(jìn)行配料混合；
2）對(duì)混合后的物料進(jìn)行烘干及均化，然后進(jìn)行磨粉；
3）磨粉后得到的物料進(jìn)行篩分，得到復(fù)合礦物微粉。
得到復(fù)合礦物微粉的粒度分布為：0～3μm，＜10%；3.5-30μm，65%～80%；≥45μm，＜10%；比表面積420-450m2/kg。
其中所用的原料中，磷酸渣：磷酸鹽含量小于化工廠及國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，不能顯強(qiáng)酸性，其pH＞5，而且其中的鉻、砷、鎘、汞、鉛等有害物質(zhì)及元素不能超標(biāo)，P2O5的含量小于7wt%。
碳酸鹽：45wt%＜CaO＜85wt%，且堿含量＜0.8wt%。
工業(yè)爐渣：為鋼廠或電廠在生產(chǎn)中排放的高爐礦渣或粉煤灰；鉻、砷、鎘、汞、鉛等有害物質(zhì)及元素不能超標(biāo)，其燒失量＜8wt%，SiO2硅含量＞35wt%，Al2O3＜10wt%。
磷石膏：pH值＞7，SO3≥38wt%，粒度13mm篩余≥85wt%，水分≤8wt%。
硬石膏：SO3≥38wt%，有效結(jié)晶水≥70wt%
目前生產(chǎn)所用的磷酸渣及磷石膏是申請(qǐng)人所處宜昌市猇亭工業(yè)園區(qū)宜化集團(tuán)化工廠排放的；所用的工業(yè)爐渣也是附近的鋼廠、電廠生產(chǎn)過(guò)程中排放的工業(yè)廢渣，其充分利用資源，能夠變廢為寶，通過(guò)深加工，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。
目前所用的碳酸鹽為宜昌及周邊多家商品混凝土企業(yè)消耗碳酸鹽后作為廢棄物排放的碎屑，該碳酸鹽碎屑用于改變符合礦物微粉的酸堿度。
摻有該復(fù)合礦物微粉制備的混凝土具有水化熱低、耐腐蝕、與鋼筋粘結(jié)力強(qiáng)、后期強(qiáng)度高，防微縮等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在大型建筑、水壩、城市道路、水下、海防、油田、化學(xué)防腐工程等，產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。