[发明专利]一种地质聚合物微球及其制备方法

说明书

本申请公开了一种地质聚合物微球及其制备方法，主要由以下成分制成：高钛矿渣粉200‑1000份，粉煤灰0‑200份，偏高岭土0‑200份，普通矿渣粉0‑200份，调凝剂1‑15份，以及碱激发剂160‑850份。本申请有效拓宽高钛矿渣的有效利用途径，减轻环境压力；又能获得高性能地聚物微球材料，获得高附加值产品。

技术领域

本申请涉及一种地质聚合物微球及其制备方法。

背景技术

随着我国钢铁产业的持续发展，高炉冶炼后产生了大量的高炉渣，其中攀西地区高钛型高炉渣年产量已超过了700万吨，是一种可回收利用的宝贵资源。然而，目前对含钛矿渣有效利用的手段仍非常有限，造成了高炉渣的大量堆积，已累计达数千万吨。矿渣剩余量的持续增长不仅引发了严重的环境污染问题，占用大量的土地，也造成了极大的资源浪费。因此，大力发展高炉渣的综合利用，开发切实有效消减和利用矿渣的新方法、新技术，实现含钛高炉矿渣的减量化、无害化、资源化处理，依然是攀西地区经济可持续发展和环境改善的必要因素。

地质聚合物材料具有原料来源广泛、早强快硬、可塑性强、绿色环保等特点，同时具有多种类别材料的特性，如水泥的高抗压强度，多孔材料的多孔结构以及吸附性能，类分子筛结构，与有机物的亲和性等，使其具有非常高的可塑性。但是目前己经在工业上应用的地质聚合物通常为粉煤灰、偏高岭土、普通矿渣粉等高活性矿物材料，相关产品主要还是围绕着地质聚合物早强快硬、抗压强度高，以及地质聚合物的制造过程中几乎不排放二氧化碳的特点来研究。因此，地聚物材料因为具有低能耗、低CO2排放等优点，成为了目前建筑材料领域研究的热点。然而，高钛矿渣因具有钛含量高、易磨性差、活性低等特点，限制了其在水泥、混凝土等传统建筑材料中的直接应用。高炉矿渣、粉煤灰和偏高岭土等具有火山灰活性或潜在水硬性的物质均可作为碱激发地聚物材料的主要原料。研究表明，在一定条件下，高钛矿渣与碱混合后也可以快速反应，并生成性能优异的碱激发胶凝材料。从而，以高钛矿渣为主要原料，采用碱激发技术使其产生胶凝特性，从而获得高性能高钛矿渣基矿物聚合物复合材料，为新型绿色建筑材料的研制提供了新方向。同时，由于含钛量较高，攀钢高炉高钛矿渣主要由钛辉石(50％-60％)、钙钛矿(20％-30％)、尖晶石(2％-6％)等矿物组成。这些特殊矿物成分使得高钛矿渣具备了非常好的透波性和介电性能，能够通过介质极化弛豫损耗作用来吸收并衰减电磁波，使得电磁能转换成热能或其他形式能量得以耗散。因此，以高钛矿渣制备地聚物聚合物材料具有非常大的发展潜力。

目前，关于球形地聚物的研究较少，主要是因为球形地质聚合物难以通过注模法制备，同时圆球度和尺寸难以得到保证。但是形状上的改变可以突破形状带来的限制，很大扩宽地质聚合物材料的应用范围：对其地聚物表面进行修饰改性，使其具有特定反应功能，可作为催化剂载体，用于化学、光催化等反应；(2)球形的地质聚合物作为吸附剂，可以装入固定床，进行连续处理。不仅可以解决回收困难和易团聚的问题，还能很大程度上提高处理效率，适应更多的应用需求。(3)地质聚合物材料具有高强度的特点，可以作为高强度支撑材料，用于支撑间隙和裂缝，用于石油开采。(4)传统的球形分子筛往往通过粘结剂将分子筛粉末粘结成球，不仅工艺繁琐且堵塞了一部分分子筛孔道。

发明内容

针对上述缺陷，本申请提供一种地质聚合物微球，该地质聚合物微球由高钛矿渣粉制备而成。

技术方案是：一种地质聚合物微球，主要由以下成分制成：

高钛矿渣粉200-1000份；

粉煤灰0-200份；

偏高岭土0-200份；

普通矿渣粉0-200份；

调凝剂1-15份；以及

碱激发剂160-850份，所述份为质量份。

可选地，所述

高钛矿渣粉300-400份；

粉煤灰15-60份；