[发明专利]煤矸石焚烧灰的活化方法

说明书

技术领域：

本发明属于固体废弃物处理技术领域，具体讲是一种煤矸石焚烧灰的活化方法。

背景技术：

目前，随着全球能源的紧缺以及能源价格的快速上涨，为了降低生产成本，现在有许多企业采用煤矸石作为燃料，从而产生了大量的煤矸石焚烧灰。由于煤矸石焚烧灰是一种固体废弃物，如果未经处理而任意堆放或填埋就会对环境造成污染。因此，如何对煤矸石作为燃料而产生的焚烧灰进行后续处理，从而使其变成一种可回收利用的材料是一个亟待解决的问题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够将煤矸石焚烧灰变成一种可回收利用的材料，从而防止煤矸石焚烧灰对环境造成污染的煤矸石焚烧灰的活化方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下步骤的煤矸石焚烧灰的活化方法：

①、对煤矸石焚烧灰进行热处理，且在加热至温度T₁为750℃～850℃时停止加热；

②、对加热后的煤矸石焚烧灰进行保温，所述保温的时间t₁为30～60min；然后使其冷却降温至室温；

③、在降至室温的煤矸石焚烧灰中加入石灰石和二水石膏，所述煤矸石焚烧灰、石灰石和二水石膏的含量比例范围为10∶2～3∶0.5～1.5，搅拌均匀后进行闷料，所述闷料的时间t₂为4～8小时；

④、闷料完成后，对煤矸石焚烧灰进行球磨，所述球磨的时间t₃为15～30min；

⑤、将以上处理后的煤矸石焚烧灰包装后存放在通风、干燥及背阳处备用。

采用以上步骤后，本发明具有以下显著优点和有益效果：在本发明的热处理即加热过程中，煤矸石焚烧灰的晶格会发生变化，而本发明中的保温工艺是为了使煤矸石焚烧灰具有充分的时间进行晶格重组，从而使煤矸石焚烧灰在化学物质石灰石和二水石膏的作用下产生活性，废弃的煤矸石焚烧灰经活化处理后就会变成一种可回收利用的辅助胶凝材料，形成资源的再生利用；与此同时，作为辅助胶凝材料，其与水泥复合水化后形成的水泥石可以化学键合和物理固封有害离子，从而防止有害离子渗出，达到保护环境的目的。

作为一种优选方式，上述温度T₁可为800℃。

上述煤矸石焚烧灰进行热处理时，其温升速度可为5℃/min～8℃/min。

作为一种优选方式，上述煤矸石焚烧灰进行热处理时，其温升速度可为6℃/min。

作为一种优选方式，上述保温的时间t₁可为45min。

作为一种优选方式，上述煤矸石焚烧灰、石灰石和二水石膏的含量比例可为10∶2.5∶1。

作为一种优选方式，上述闷料的时间t₂可为6小时。

作为一种优选方式，上述球磨的时间t₃可为20min。

作为本发明的一种改进，所述煤矸石焚烧灰包装后存放在通风、干燥及背阳处的时间t₄可小于6个月。当煤矸石焚烧灰的存放时间超过六个月时，活化乐的煤矸石发烧或的活性就会大大下降，因此，本发明的这个改进能够保持煤矸石焚烧灰的活性。

具体实施例：

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明煤矸石焚烧灰的活化方法包括以下步骤，它首先将回收的废弃的煤矸石焚烧灰放入加热设备如燃烧炉中进行加热，加热时温升速度的控制在6℃/min；当加热至温度T₁为800℃时停止加热，然后对加热后的煤矸石焚烧灰进行保温，从而使其冷却降温至室温，这里所述的保温指的就是在800℃保温，所述保温的目的是使焚烧灰在这个温度有足够的时间进行晶格重组；所述的冷却指的是自然冷却，所述的室温就是自然温度；所述保温的时间t₁控制在45min；接着，在降至室温的煤矸石焚烧灰中加入石灰石和二水石膏，并搅拌均匀后进行闷料，所述的煤矸石焚烧灰、石灰石和二水石膏的含量比例为10∶2.5∶1；所述闷料的时间t₂为6小时，换句话说，搅拌均匀后的煤矸石焚烧灰、石灰石和二水石膏需要在室温条件下静置6小时；当闷料完成后，对处理后的煤矸石焚烧灰进行球磨，所述的球磨是在常温常温下用常规的球磨机实现的，所述球磨持续的时间t₃为20min；完成以上步骤后，将以上处理后的煤矸石焚烧灰包装后存放在通风、干燥及背阳处备用，存放的时间一般要小于6个月。

通过应用本发明煤矸石焚烧灰的活化方法后，废弃的煤矸石焚烧灰就会成为一种可回收利用的辅助胶凝材料，辅助胶凝材料是一种具有潜在水硬活性的胶凝材料，在有激发剂存在的条件下，能够发生水化反应产生强度。该胶凝材料可以在添加激发剂如水玻璃、水泥熟料后，加水搅拌后可以广泛应用在建筑工程中的如水泥混凝土、人行道板、路基材料等中。