[发明专利]一种硫铝镁酸盐水泥的制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种制备硫铝镁酸盐水泥的方法，所述方法制备过程简单，所用原料种类少，仅包括硼泥、赤泥、高硫渣、石灰石粉末、石膏，通过耦合多重活化机制，制备高强度硫铝镁酸盐水泥；所述制备方法不仅可以为快速消纳高硫渣、硼泥、赤泥并解决高硫渣、硼泥、赤泥带来的环境危害提供技术借鉴，而且也拓展了新型水泥材料的研发思路。本发明还公开了一种由所述方法制得的硫铝镁酸盐水泥，所述硫铝镁酸盐水泥的最高抗压强度可达68.94MPa，高于传统低碱度硫铝酸盐水泥最高强度等级，达到快硬硫铝酸盐水泥62.5强度等级。

技术领域

本发明涉及一种新型水泥的制备方法及其产品，尤其涉及一种硫铝镁酸盐水泥的制备方法及其产品，属于工程技术领域。

背景技术

在通过硫锌矿生产金属锌过程中，每生产1吨金属锌伴随产生0.7～0.9吨的锌浸出渣(高硫渣)。目前，在我国，锌冶炼行业每年产生的高硫渣约为60万吨。高硫渣中硫以多种形式存在，包括单质硫、硫化物、硫酸盐等，含量通常高达40％～50％。同时，高硫渣中含有多种价金属元素。若高硫渣随意堆放，不进行有效处理，将对环境造成威胁。

目前，在以硼镁矿为原料制备硼砂过程中会产生大量的硼泥废渣。碳碱法制备硼砂的过程中，每生产1吨硼砂就会产生4～5吨的硼泥。硼泥呈碱性(pH＝8～10)，颗粒较细，大量露天堆积会对环境造成一定影响。硼泥高效资源化是实现硼泥有效减量化的最好途径。当前硼泥的资源化利用整体规模较小，产品种类较少，且大部分研究还限于小试规模。大规模利用硼泥的新技术研发是解决当前硼泥资源化过程所遇到问题的关键。

氧化铝生产过程会产生大量的赤泥(工业废渣)，目前全球每年增加1.7亿吨赤泥，总堆存量已经达到42亿吨。赤泥含盐量高且碱性强，无序堆放易扰乱生态平衡，造成环境污染。目前，赤泥处置主要包括无害化处理和二次资源有效开发两个方面，但是赤泥的物化特征制约了其综合利用过程。目前赤泥全球利用率不足10％，针对赤泥的处置，尚未有经济有效的大规模综合利用技术。

在传统资源化利用技术中，高硫渣、硼泥、赤泥通常被作为水泥掺合料被单独加入到水泥中以强化水泥水化胶凝反应，而将高硫渣、硼泥、赤泥作为原料(前驱体)制备新型水泥的研究较少。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种制备硫铝镁酸盐水泥的方法，所述方法制备过程简单，所用原料种类少，仅包括硼泥、赤泥、高硫渣、石灰石粉末、石膏，通过耦合多重活化机制，制备高强度硫铝镁酸盐水泥。

本发明还要解决的技术问题是提供一种由所述方法制得的硫铝镁酸盐水泥，所述硫铝镁酸盐水泥的最高抗压强度可达68.94MPa。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种制备硫铝镁酸盐水泥的方法，包括以下步骤：

1)将干燥的高硫渣粉末、赤泥粉末、硼泥粉末混合，得到前驱活性材料；

2)将水和前驱活性材料混合，搅拌，得到前驱活性浆；

3)将前驱活性浆导入电解槽阳极室，电解槽阴极室加水，接通电源，混合电解槽阳极室和阴极室内的材料，搅拌均匀，烘干，磨粉，得到电解强化材料；

4)将石灰石粉末、石膏和电解强化材料混合，搅拌，活化，得到硫铝镁酸盐水泥。

其中，步骤1)中高硫渣粉末、赤泥粉末、硼泥粉末质量比为15～45:30～90:100。

优选地，当步骤1)中高硫渣粉末、赤泥粉末、硼泥粉末质量比为45:90:100时，硫铝镁酸盐水泥的强度最高，即60.42MPa。

其中，步骤2)中水和前驱活性材料的体积和质量比为0.5～1.5:1mL/g。

其中，步骤3)中前驱活性浆和水的体积比为0.25～4:75:1。