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探讨电解法制备复合矿渣硫铝酸盐水泥
作者:刘丽清
来源:《中国科技博览》2018年第05期
[摘 要]电解法制备锰渣、镁渣可以作为有价值的原料制作硫铝酸盐水泥,两种废渣的掺比可分别达到21%,烧结过程的最佳温度为1260℃,保温时间为30min,此时烧结出的试样的矿物相主要为C2S、C4A3S—。当石膏掺量为15%时,放出的水化总热最多,制备出的水泥力学性能最好,28d的抗折强度为5.1MPa,抗压强度为31.2MPa,抗渗等级达到P6,烧制熟料和水化产物将锰渣和镁渣中的重金属有效的固化稳定,不易被浸出。
中图分类号:TQ172.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)05-0018-01 1 引言
普通硫铝酸盐水泥具有低温烧成、低排放、高早强、抗渗、抗冻、耐腐蚀等特性,是目前最活跃的研究方向之一。通常普通硫铝酸盐水泥主要是以石灰石、矾土、石膏为原料,近年来,为了提高工业固体废弃物的资源化利用率,人们在以粉煤灰、煤矸石、磷石膏等工业固体废弃物为原料制备贝利特硫铝酸盐水泥方面也取得了不少研究成果。就电解锰渣而言,其可作为特殊的高硫含量的铝硅酸盐质材料。利用锰渣代替水泥的缓凝剂石膏,虽然缓凝作用比天然的二水石膏,将锰渣高温烧结后,缓凝效果明显要比低温烘干的物料优越。电解锰渣同时是一种富含Si、S、Fe、Ca、Al的材料,其作为烧制高铁硫铝酸盐水泥(FAC)熟料的原材料,分别考察了煅烧温度、保温时间、电解锰渣掺量对高铁硫铝酸盐水泥抗压强度的影响。镁渣属于介稳的高温型结构,结构中存在活性的阳离子,具有很高的水化活性。本文利用电解锰渣、镁渣为原料烧制硫铝酸盐水泥熟料,旨在探索电解锰渣、镁渣资源化利用的新途径,促进电解锰渣、镁渣的综合利用。 2 实验
2.1 锰渣、镁渣基本性质分析为确定锰渣、镁渣制备硫铝酸盐水泥熟料的可行性及资源化利用的优点,采用化学分析法检测分析锰渣、镁渣的组分及含量,用X射线衍射测定其主要的物相组成并用差热-热重(TG-DSC)分析不同温度下的主要物相转变。
2.2 方案设计根据硫铝酸盐水泥的矿物组成以及工艺控制条件,设定其熟料矿物由无水硫铝酸钙(C4A3S—)、硅酸二钙(C2S)和铁铝酸钙(C4AF)组成(其中字母表示为C-CaO、A-Al2O3、S—-SO3、F-Fe2O3)。烧结温度分别为1200℃、1230℃、1260℃、1300℃,当达到预设温度时保温30min。
2.3 水泥熟料性质及水泥性能测试用X射线衍射分析所设计的方案烧制出的硫铝酸盐水泥熟料物相组成,确定是否符合硫铝酸盐水泥主要的矿物要求;采用瑞典RetracHB公司制造的