一種脫硫灰基活性礦粉及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦粉制備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種脫硫灰基活性礦粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]脫硫灰是煙氣脫硫過程中產(chǎn)生的脫硫副產(chǎn)物,根據(jù)脫硫工藝的不同,脫硫副產(chǎn)物可大致分為濕法脫硫石膏和半干法脫硫灰。半干法脫硫產(chǎn)物是由亞硫酸鈣、硫酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣和飛灰等組成的混合物。由于脫硫灰中含有大量的CaO、Ca(0H)24S據(jù)國內(nèi)外成熟的技術(shù),提高浙青混凝土中集料與浙青粘附性和提高浙青混凝土路面水損害的最有效措施之一就是摻加CaO、Ca(OH)20如果能將脫硫灰應(yīng)用于浙青混凝土中,不僅可以提高集料與浙青粘附性而減少浙青路面的水損害,同時還能有效合理的利用脫硫灰,解決因脫硫灰的大量堆積而帶來的二次污染問題。半干法脫硫灰中含有大量不穩(wěn)定的亞硫酸鈣,限制了其在混凝土中的應(yīng)用,因此有必要對半干法脫硫灰進(jìn)行改性,使不穩(wěn)定的亞硫酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定硫酸鈣。目前,針對脫硫灰的綜合利用研究較少,大量副產(chǎn)物仍然以露天堆放為主,不僅占用大量的耕地,同時會給生態(tài)環(huán)境造成重大的危害。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種脫硫灰基礦粉及其制備方法,該方法制備的脫硫灰基活性礦粉性能穩(wěn)定。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種脫硫灰基活性礦粉,它由脫硫灰、氧化劑、催化劑、水經(jīng)高溫混合加工而成,各原料質(zhì)量配比為:脫硫灰100份,氧化劑13-20份,催化劑2-5份、水15份。
[0005]所述的脫硫灰,其成分滿足:以重量百分比計,CaO含量在45-60%,SO3含量在20-30%, MgO, Si02、A1203、FeO、K2O 的含量均小于 2%。
[0006]所述的氧化劑為H2O2或(NH 4) 2S208。
[0007]所述催化劑為Mn02、Fe203、A1203、CuSO4的一種或兩種混合物,混合時為任意比。
[0008]制備權(quán)利要求上述脫硫灰基活性礦粉的方法,按如下步驟進(jìn)行:
1、按各原料質(zhì)量配比選取原料;
2、將脫硫灰、氧化劑、催化劑置于混合機(jī)中共混,共混溫度為70-90°C,共混后得到改性的脫硫灰;
3、將改性后的脫硫灰烘干,并研磨過篩,得到脫硫灰基活性礦粉。
[0009]改性后的脫硫灰烘干研磨過篩是使其粒度滿足:0.6mm通過率為100%, 0.15mm通過率為 95-100%,0.075mm 通過率為 90_100%。
[0010]脫硫灰基活性礦粉在制備脫硫灰基活性礦粉浙青膠漿中的應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明的有益效果如下:
其一,本發(fā)明采用氧化劑和催化劑與脫硫灰在混合機(jī)中共混,可有效促進(jìn)脫硫灰中亞硫酸鈣氧化,降低了脫硫灰中亞硫酸鈣氧化的含量,從而提高了脫硫灰的穩(wěn)定性。
[0012]其二,本發(fā)明所制備的脫硫灰基活性礦粉中CaO大于10%,Ca (OH) 2含量大于傳統(tǒng)的石灰石礦粉,從而具有較高的堿度,有效提高了浙青與集料的粘附性,改善了浙青混凝土的抗水損害能力。
[0013]其三,本發(fā)明通過對固體廢棄物脫硫灰進(jìn)行改性,制備的脫硫灰基活性礦粉可替代傳統(tǒng)的石灰石礦粉作為浙青混凝土填料,增加了固體廢棄物脫硫灰的有效利用途徑,不僅具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益,而且減少了脫硫灰對環(huán)境的污染和堆放脫硫灰的占地面積,實現(xiàn)了環(huán)境效益經(jīng)濟(jì)效益和社會效益共贏。
【具體實施方式】
[0014]為了更好地理解本發(fā)明,下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容,但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0015]實施例1:
取某煉鋼廠半干法脫硫灰1kg,催化劑MnO2 20g,水150g置于共混機(jī)共混,然后加入氧化劑H2O2 130g,在70-90°C下共混10h。測定改性后脫硫灰的亞硫酸鈣含量為9.5%,比原脫硫灰中亞硫酸鈣含量降低了 14.7%。由此表明,該發(fā)明方法可有效地氧化脫硫灰中亞硫酸鈣,顯著降低脫硫灰中亞硫酸鈣含量。
[0016]實施例2:
取某煉鋼廠半干法脫硫灰1kg,催化劑MnO2 20g,水150g置于共混機(jī)共混,然后加入氧化劑H2O2 200g,在70-90°C下共混10h。測定改性后脫硫灰的亞硫酸鈣含量為4.7%,比原脫硫灰中亞硫酸鈣含量降低了 19.5%。與實施例1相比,適當(dāng)增加氧化劑用量可進(jìn)一步促進(jìn)脫硫灰中亞硫酸鈣氧化。
[0017]實施例3:
取某煉鋼廠半干法脫硫灰1kg,催化劑CuS0425g,水150g置于共混機(jī)共混,然后加入氧化劑(NH4)2S208180g,在70-90°C下共混10h。測定改性后脫硫灰的亞硫酸鈣含量為5.1%,比原脫硫灰中亞硫酸鈣含量降低了 20.2%。與實施例1類似,該發(fā)明方法可有效地氧化脫硫灰中亞硫酸隹丐,顯者降低脫硫灰中亞硫酸隹丐含量。
[0018]實施例4:
取某煉鋼廠半干法脫硫灰1kg,催化劑Fe20350g,水150g置于共混機(jī)共混,然后加入氧化劑(NH4)2S208160g,在70-90°C下共混10h。測定改性后脫硫灰的亞硫酸鈣含量為6.5%,比原脫硫灰中亞硫酸鈣含量降低了 10.7%。與實施例1類似,該發(fā)明方法可有效地氧化脫硫灰中亞硫酸隹丐,顯者降低脫硫灰中亞硫酸隹丐含量。
[0019]實施例5:
取某煉鋼廠半干法脫硫灰1kg,催化劑Al20340g,水150g置于共混機(jī)共混,然后加入氧化劑H2O2HOg,在70-90°C下共混10h。測定改性后脫硫灰的亞硫酸鈣含量為3.2%,比原脫硫灰中亞硫酸鈣含量降低了 18.6%。與實施例1類似,該發(fā)明方法可有效地氧化脫硫灰中亞硫酸鈣,顯著降低脫硫灰中亞硫酸鈣含量。
[0020]實施例6:
取某煉鋼廠半干法脫硫灰1kg,催化劑Mn0230g,水150g置于共混機(jī)共混,然后加入氧化劑(NH4)2S208170g,在70-90°C下共混10h。測定改性后脫硫灰的亞硫酸鈣含量為2.2%,比原脫硫灰中亞硫酸鈣含量降低了 11.7%。與實施例1類似,該發(fā)明方法可有效地氧化脫硫灰中亞硫酸隹丐,顯者降低脫硫灰中亞硫酸隹丐含量。
[0021]實施例7:
取某煉鋼廠半干法脫硫灰1kg,催化劑Al2O3 15g,催化劑CuSO4 15g,水150g置于共混機(jī)共混,然后加入氧化劑(NH4)2S2O8 150g,在70-90°C下共混10h。測定改性后脫硫灰的亞硫酸鈣含量為4.1%,比原脫硫灰中亞硫酸鈣含量降低了 20.7%。與實施例1類似,該發(fā)明方法可有效地氧化脫硫灰中亞硫酸鈣,顯著降低脫硫灰中亞硫酸鈣含量。
[0022]上述實施例1 — 7中,脫硫灰成分滿足:以重量百分比計:CaO 45-60%, SO320-30%, MgO、Si02、Al2O3' FeO 和 K2O 的含量均小于 2%。
[0023]上述實施例1 一 7中,共混完成后,將改性后的脫硫灰烘干,并研磨過篩,得到脫硫灰基活性礦粉;改性后的脫硫灰烘干研磨過篩是使其粒度滿足:0.6mm通過率為100%,0.15mm 通過率為 95_100%,0.075mm 通過率為 90_100%。
[0024]利用實施例1 一 7得到的脫硫灰基活性礦粉制備脫硫灰基活性礦粉浙青膠漿的步驟如下:取150g浙青加熱至140±5°C,加入6g脫硫灰基活性礦粉,在加熱條件下均勻攪拌30分鐘,制備脫硫灰基活性礦粉浙青膠漿。
[0025]利用本發(fā)明得到的脫硫灰基活性礦粉浙青膠漿與集料的粘附性對比:
通過檢測,利用本發(fā)明得到的脫硫灰基活性礦粉浙青膠漿與集料的粘附性為等級5。在相同條件下,采用傳統(tǒng)的石灰石礦粉所制備的石灰石礦粉浙青膠漿與集料的粘附性為等級
4。脫硫灰基活性礦粉浙青膠漿與集料的粘附性測試結(jié)果表明,采用脫硫灰基活性礦粉可有效提高集料與浙青的粘附性。
【主權(quán)項】
1.一種脫硫灰基活性礦粉,其特征是它由脫硫灰、氧化劑、催化劑、水組成,各原料的配比以重量份計為:脫硫灰100份,氧化劑13-20份,催化劑2-5份,水15份。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種脫硫灰基活性礦粉,其特征在于:所述的脫硫灰,其成分滿足:以重量百分比計:Ca045-60%,S0320_30%,MgO、Si02、Al203、Fe0和K2O的含量均小于2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種脫硫灰基活性礦粉,其特征在于:所述的氧化劑為H2O2或(NH4)2S2O80
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種脫硫灰基活性礦粉,其特征在于:所述催化劑為MnO2、Fe203> Al2O3或CuSO 4的一種或兩種混合物,混合時為任意比。
5.制備權(quán)利要求1一 4中任一所述的脫硫灰基活性礦粉的方法,其特征是按如下步驟進(jìn)行: O按各原料質(zhì)量配比選取原料; 2)將脫硫灰、氧化劑、催化劑置于混合機(jī)中共混,共混后得到改性的脫硫灰; 3)將改性后的脫硫灰烘干,并研磨過篩,得到脫硫灰基活性礦粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于:共混溫度為70-90°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于:改性后的脫硫灰烘干研磨過篩是使其粒度滿足:0.6mm通過率為100%,0.15mm通過率為95_100%,0.075mm通過率為90_100%。
8.權(quán)利要求1或5所述的脫硫灰基活性礦粉在制備脫硫灰基活性礦粉浙青膠漿中的應(yīng)用。
【專利摘要】一種脫硫灰基活性礦粉及其制備方法和應(yīng)用,所述脫硫灰基活性礦粉,其特征是它由脫硫灰、氧化劑、催化劑、水經(jīng)高溫混合加工而成,各原料質(zhì)量配比為:脫硫灰100份,氧化劑13-20份,催化劑2-5份、水15份。本發(fā)明將脫硫灰與氧化劑、催化劑、水進(jìn)行復(fù)合制備活性礦粉,可以實現(xiàn)脫硫灰中CaSO3轉(zhuǎn)化為CaSO4,從而提高脫硫灰的穩(wěn)定性,將其作為填料摻入瀝青混凝土中,可有效提高集料與瀝青的粘附性,改善瀝青混凝土的抗水損害性能。本發(fā)明為解決脫硫灰資源化利用問題提供了一條有效途徑,具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【IPC分類】C04B26-26, C04B18-04
【公開號】CN104628280
【申請?zhí)枴緾N201510057776
【發(fā)明人】賈曉娟, 丁衛(wèi)青, 謝君, 田孝武, 袁斯佳, 蔡悟陽, 鄧騫
【申請人】葛洲壩武漢道路材料有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月4日