[发明专利]一种镍铁渣活性组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种镍铁渣活性组合物，其配方组成中各组份质量份为：镍钢渣30‑45、水淬矿渣20‑35、粉煤灰10‑15、其他助剂5~10；所述其他助剂的组成以及助剂组成中各质量份配比为：硫酸钠3‑5、碳酸氢钠2‑4、草酸1‑1.5、助磨剂0.01‑2。其中，助磨剂可选自尿素、甘油二酯、脂肪酸的脱水山梨糖酯、硅氧烷一种或其组合或者二硫化钼、钛酸铝、碳化硼一种或其组合。本发明相对于现有技术中，其组合物对镍铁渣的活性及稳定性提高的效果明显。在不损害混凝土耐盐碱腐蚀性能的同时，其强度也得到了明显的提升。

技术领域

本发明涉及一种镍铁渣组合物，具体地涉及一种用来作混凝土骨料的镍铁渣活性组合物。

背景技术

镍铁渣是一般经还原提取镍铁合金后的冶金废渣，化学成分主要由镍、铁、钙等构成的混合氧化物或金属间化合物。通常在排出冶炼炉后，再经水淬急冷，使得渣内含有大量玻璃态矿物相，其一般具有潜在水化活性，可作为混凝土活性掺合料得到应用。但是由于镍铁渣硅含量较高，内部多夹杂铁镁橄榄石等难磨非活性矿物，使得镍铁渣实际应用时活性很低，从而限制其作为活性掺合料应用。以致主要以道路或混凝土制品中的填料、骨料等应用为主，经济价值很低，且利用率不高。

我国资源和能源的日渐匮乏，镍铁渣的综合利用越来越受到人们的重视。同时,我国水泥与混凝土行业也正面临严峻的资源、能源短缺和环境破坏等问题。所以目前有不少技术将镍铁渣用于水泥与混凝土的活化剂/增强剂/激发剂，不仅可以消化大量镍铁渣，解决镍铁行业的环境问题，而且也为水泥与混凝土行业找到了一种主要的原料来源，对水泥与混凝土行业的可持续健康发展具有深远意义。

CN111116078A公开了一种镍铁渣骨料的处理方法，其特征在于，处理步骤如下：（1）将镍铁渣骨料浸泡于氢氧化钠与水玻璃的混合水溶液中；（2）调整步骤（1）所得的混合溶液的温度至40~60℃，并保温1~6小时；（3）保温结束后，快速搅拌10~60s；（4）再加入碳酸钠与水泥粉，搅拌均匀；（5）静止沉淀1~2h并分离获得沉淀与澄清液；（6）将沉淀中粒径大于5mm镍铁渣骨料筛分出，并自然风干，用作混凝土骨料；将沉淀中粒径小于5mm部分烘干并磨细用作混凝土掺合料；将澄清液用作碱激发材料拌合水。通过本发明的处理，破坏镍铁渣骨料表面的气孔以及活性成分，解决了镍铁渣骨料压碎值高、具有潜在碱骨料反应的问题。

CN108585573A本发明公开了一种用于混凝土的复合活性掺合料制备方法，其包括破碎、烘干、磁选、焙烧、冷却、二次破碎、粉磨等工序。首先磁选分离出镍铁渣中夹杂的金属镍铁粒，而剩余镍铁渣再通过轻烧活化焙烧和机械粉磨-化学激发后，可制备成性能优良的用于混凝土的镍铁渣基复合活化掺合料。其中，磁选后的镍铁渣同焙烧活化助剂混合后于300～600℃焙烧处理10～30min，再破碎到直径1mm以下。最终同尾矿微粉、粉煤灰、矿渣、激发剂、助磨剂进行混合粉磨，制得比表面积不低于400m²/kg的复合活性掺合料，活性指数符合相关标准要求。与现有技术相比，该技术原材料来源广，技术融合度高，工艺简单，能耗小，技术经济可观。

其他的研究还包括：专利CN104030633A公开了一种镍渣混凝土，利用镍渣粉和镍渣砂替代混凝土中的部分原料，降低了生产成本，但镍铁渣未经过活性激发处理，所制混凝土强度仅为普通C20～C40级别。专利CN105016690A公开了一种利用水淬镍铁渣生产混凝土的方法，针对红土镍矿火法冶炼产生的水淬镍铁渣，通过磨细并分级，对细渣和粗渣分别进行替代利用。细渣中加入0.1％～10％激发剂后，渣活性得到激发，可替代部分水泥，而粗渣则替代部分砂石细骨料。该发明虽然综合利用了镍铁渣的活性成分与非活性成分，但激发剂用量较高。专利CN105063362A公开了一种活性镍渣的制备方法，所用镍铁渣亦为红土镍矿火法冶炼渣，通过添加改性剂和镁稳定剂，以达到提高镍铁渣水化活性的目的。其中，活性剂用量为镍铁渣含量的10％～30％，镁稳定剂用量同样为镍铁渣含量的10％～30％，但激发剂的用量较大，成本较高。