[发明专利]水泥添加剂

说明书

本发明提供了包含硫酸钙和二氧化硅的水泥添加剂，其源自包含钙钛矿和二氧化硅的材料，以及包含所述水泥添加剂的水泥和水泥产品。本发明还提供了制备所述水泥添加剂的方法以及制备包含所述水泥添加剂的水泥和水泥产品的方法。

发明领域

本发明涉及水泥添加剂，特别是源自包含钙钛矿和二氧化硅的材料的水泥添加剂，以及包含该水泥添加剂的水泥产品，以及制备该水泥添加剂和包含它的水泥产品的方法。

背景技术

水泥的制备包括在窑中烧结石灰石和铝硅酸盐材料(例如黏土、页岩、沙子、铁矿石、铝土矿、粉煤灰和炉渣)以形成固体熟料(clinker)，该固体熟料包含例如阿利特(alite)(3CaO.SiO₂)、贝利特(belite)(2CaO.SiO₂)、铝酸三钙(3CaO.Al₂O₃)和铁铝酸四钙(4CaO.Al₂O₃.Fe₂O₃)。然后通常将熟料与石膏(CaSO4)一起研磨以形成水泥。石膏主要用作添加剂，以控制凝固时间并防止使用中的水泥瞬凝。

熟料是制备水泥的主要原材料，也是水泥厂最大的单项成本构成。此外，制备熟料的工艺是高度能源密集型的，并导致大量的二氧化碳排放。

在传统工艺中，将天然石膏用于水泥制备。据报道，石膏矿造成了重大的环境破坏，并对在矿区附近工作和生活的人们带来了健康风险。

由工业材料和矿石生产和回收二氧化钛的方法会产生大量的固体和/或液体废物，这些废物必须以一定成本进行处理和/或对环境具有重大影响。如果可以减少废料、将其回收或用于其他工艺以增加价值，那将是有益的。

发明目的

本发明的一个目的是提供一种改进的水泥和/或水泥添加剂和/或相关的水泥产品和/或方法，或至少为公众提供一种有用的选择。

发明内容

在第一个方面，本发明提供了一种源自包含钙钛矿和二氧化硅的材料的水泥添加剂，其中，该水泥添加剂包含硫酸钙和二氧化硅。

在一个实施方式中，水泥添加剂包含获自包含钙钛矿和二氧化硅的材料的组合物(A)，其中，该组合物(A)包含硫酸钙和二氧化硅。

在一个实施方式中，组合物(A)是通过从包含钙钛矿和二氧化硅的材料中回收一种或多种金属的方法获得的，其中，所述一种或多种金属选自钛、镁、铝和铁中的至少一种。

在一个实施方式中，水泥添加剂是通过一种方法从包含钙钛矿和二氧化硅的材料中获得的，该方法包括至少将包含钙钛矿和二氧化硅的材料硫酸化以形成硫酸化材料的步骤。在一个实施方式中，该方法进一步包括将包含硫酸钙和二氧化硅的组合物与硫酸盐材料中所含的一种或多种其他组分分离。在一个实施方式中，水泥添加剂源自于包含钙钛矿和二氧化硅的材料，所采用的方法是使包含钙钛矿和二氧化硅的材料硫酸化以形成硫酸化材料，并将包含硫酸钙和二氧化硅的组合物与硫酸化材料中所含的一种或多种其他组分分离，以形成水泥添加剂。在一个实施方式中，在分离包含硫酸钙和二氧化硅的组合物后，对其进行洗涤。

在一个实施方式中，水泥添加剂包含组合物(A)以及一种或多种附加材料。在一个实施方式中，一种或多种附加材料包括组合物(B)，该组合物(B)是从包含钙钛矿和二氧化硅的材料中回收一种或多种金属的工艺中获得。在一个实施方式中，一种或多种金属是钛、镁、铝和/或铁。在一个实施方式中，组合物(B)是从包含钙钛矿和二氧化硅的材料中回收一种或多种金属的工艺的副产物。在另一个实施方式中，一种或多种附加材料包含用于回收一种或多种金属或其衍生物的方法中使用的原料。在一个替代实施方式中，水泥添加剂由或基本上由组合物(A)组成。