[发明专利]一种硅酸镁复合胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种硅酸镁复合胶凝材料及其制备方法。所述制备方法可包括以下步骤：将含有蛇纹石矿物的原料进行干燥、破碎和粉碎处理，获得含有蛇纹石矿物的粉体；将含有蛇纹石矿物的粉体进行煅烧处理，获活性硅酸镁粉体；将活性硅酸镁粉体与助剂配合，得到硅酸镁复合凝胶材料。所述硅酸镁复合胶凝材料包括按照上述方法制备出的产品。本发明可降低水泥用量，有助于减少碳排量和环境污染，实现含蛇纹石矿物固废的资源化利用，拓展了胶凝材料的来源和范围。

技术领域

本发明涉及能源处理利用领域，具体地，涉及一种硅酸镁复合胶凝材料及其制备方法。

背景技术

目前国内应用的无机胶凝材料如水泥、石灰和石膏等，其主要活性组分都是钙质胶凝材料。无论水泥还是石灰，在生产过程中都会产生大量的CO₂，在温室效应日益严重的今天，如何减少碳排量，实现碳中和，已成为国家层面需要考虑的重大问题。

此外，国内大量的含蛇纹石的固体废弃物，因缺乏有效的资源化途径，目前只能堆存处理，在占用宝贵土地资源的同时，还对周边环境具有潜在污染。

因此，利用矿物废弃物制备胶凝材料将具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种新型胶凝材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种硅酸镁复合胶凝材料的制备方法。

所述制备方法可包括以下步骤：将含有蛇纹石矿物的原料进行干燥、破碎和粉碎处理，获得含有蛇纹石矿物的粉体；将含有蛇纹石矿物的粉体进行煅烧处理，获活性硅酸镁粉体；将活性硅酸镁粉体与助剂配合，得到硅酸镁复合凝胶材料。

进一步地，所述含有蛇纹石矿物的可原料包括蛇纹岩、蛇纹石选矿尾渣、温石棉采矿过程中剥离的蛇纹岩废石、温石棉选矿过程中排放的尾矿和超基性岩型金属矿产选矿尾渣中的至少一种。

进一步地，所述含有蛇纹石矿物的粉体主要矿物组成为蛇纹石，同时含少量滑石、磁铁矿、绿泥石、菱镁矿、橄榄石和辉石。

进一步地，所述含有蛇纹石矿物的粉体的粒度在75μm以下。

进一步地，所述含有蛇纹石矿物的粉体包括25％～40％MgO、35％～40％SiO₂、2％～10％CaO、5％～15％Fe₂O₃和1％～5％Al₂O₃。

进一步地，所述煅烧处理的煅烧温度可以为600℃～900℃，煅烧时间可以为1.5h以下。

进一步地，所述煅烧处理是在煅烧炉中进行，所述煅烧炉包括立窑、回转窑、预分解窑或悬浮窑。

进一步地，所述活性硅酸镁粉体可以含有5～25％的镁橄榄石晶相。

进一步地，所述活性硅酸镁粉体可以主要为氧化镁和氧化硅的非晶相产物。

进一步地，所述助剂包括碱类助剂、盐类助剂和酸类助剂中的一种或两种组合，其中，在采用两种组合的情况下，不能同时使用碱类助剂和酸类助剂；其中，碱类助剂包括生石灰、消石灰、水玻璃和水泥中的至少一种；盐类助剂包括熟石膏、硫酸镁和氯化镁中的至少一种；酸类助剂包括磷酸、硫酸和盐酸中的至少一种。

进一步地，所述活性硅酸镁粉粒与助剂的质量比可以为79～91：9～21。

本发明另一方面提供了一种硅酸镁复合胶凝材料。

所述硅酸镁复合胶凝材料由上述的硅酸镁复合胶凝材料的制备方法制备得到。