CN113336496A - 一种煤化工浓盐废水辅助激发的煤气化炉渣胶凝材料及制备方法 - Google Patents

一种煤化工浓盐废水辅助激发的煤气化炉渣胶凝材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤化工浓盐废水辅助激发的煤气化炉渣胶凝材料及制备方法，属于工业固体废弃物综合利用技术领域；所述胶凝材料的原料包括：固体原料、碱激发剂及拌合水，所述固体原料为煤气化炉渣及水泥，所述拌合水包括重量比为(0～3)∶1的水和煤化工浓盐废水；将煤气化炉渣、碱激发剂、水泥及拌合水混合，即得所述胶凝材料；本发明制备的胶凝材料，抗压强度高，特别是早期强度高；本发明以煤气化炉渣为主要原料，解决了煤气化炉渣排放对土地的占用和对环境的污染，具有积极的环境效益；本发明的胶凝材料的推广应用可有效降低水泥基无机胶凝材料的使用量，进而降低水泥生产对资源、能源的消耗，且有利于环境保护。

Description

一种煤化工浓盐废水辅助激发的煤气化炉渣胶凝材料及制备 方法
技术领域
本发明属于工业固体废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种煤化工浓盐废 水辅助激发的煤气化炉渣胶凝材料及制备方法。
背景技术
煤气化炉渣是煤化工过程中排放的工业固体废弃物，新型煤化工产业是以煤 为原料，经化学深加工转化为替代石油或石油化工产品的过程，主要包括煤制油、 煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制二甲醚等。对石油、天然气等能源的 需求量快速增长，导致产生大量煤气化炉渣，同时伴随产生煤化工浓盐废水。这 些废渣和废水若不能有效的处置和利用，将产生严重的环境问题。在这种情况下， 如何实现这些产生量巨大的煤化工废渣、废水的无害化处置和资源化利用对于煤 化工行业的绿色可持续发展和生态环境保护具有重要意义。
同时，水泥是土木工程领域应用量最大、应用范围最广的材料之一，而水泥 的生产需消耗大量的自然资源和能源，且排放出大量的粉尘、CO2等污染物，对 自然环境造成极大的伤害。积极开发新型绿色的无机胶凝材料、降低水泥使用量 对于建设节约型社会具有重要的现实和长远意义。目前，煤气化炉渣的利用率较 低，将其加工处理后应用于新型绿色无机胶凝材料的制备，不但可解决煤气化炉 渣堆放所引起的环境问题，且可为建材工业的发展提供新材料支持，符合可持续 发展要求。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种煤化工浓盐废水辅助激发 的煤气化炉渣胶凝材料及制备方法，为煤气化炉渣这种工业固体废弃物的综合利 用提供新方法，解决煤气化炉渣堆放对土地的占用和对环境的污染问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明的技术方案之一：一种煤化工浓盐废水辅助激发的煤气化炉渣胶凝材 料，原料包括：固体原料、碱激发剂及拌合水，所述固体原料为煤气化炉渣及水 泥，所述拌合水包括重量比为(0～3)∶1的水和煤化工浓盐废水，所述煤化工 浓盐废水的含盐量为20～25wt％。
进一步地，所述固体原料中，煤气化炉渣的质量分数为10～90％。
进一步地，所述碱激发剂与固体原料的重量比为(0.05～0.15)∶1。
进一步地，所述拌合水与固体原料的重量比为(0.30～0.45)∶1。
进一步地，所述碱激发剂为氢氧化钠。
进一步地，所述煤气化炉渣的细度为350～420m2/kg。
进一步地，所述水泥为P.O42.5水泥。
本发明的技术方案之二：一种上述所述的胶凝材料的制备方法，包括以下步 骤：将煤气化炉渣、碱激发剂、水泥及拌合水混合，即得所述胶凝材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明利用煤化工浓盐废水、煤气化炉渣协同制备的碱激发胶凝材料， 具有抗压强度高，特别是早期强度高的特点，应用范围广。
(2)本发明具有原材料易得、价格低等优点，工厂排出的水淬煤气化炉渣 经磨细处理后即可使用。
(3)本发明制备工艺简单，快捷方便的优点，且对设备和操作人员的要求 低。
(4)本发明以煤气化炉渣为主要原料，解决了煤气化炉渣排放对土地的占 用和对环境的污染的问题，具有积极的环境效益。
(5)本发明的胶凝材料属于绿色无机胶凝材料的一种，该材料的推广应用 可有效降低水泥基无机胶凝材料的使用量，进而降低水泥生产对资源、能源的消 耗，且有利于环境保护。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明 的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。 应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发 明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下 限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值 或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范 围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的 常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但 是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材 料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关 的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式 做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书 得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是 示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为 开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明，均按重量份计。
以下实施例中，所述煤化工浓盐废水为宁煤集团宁东煤化工行业所产生，富 含氯化钠和硫酸钠；所述煤气化炉渣粉的主要成分及质量百分比为：SiO2 (48.75％)，Al2O3(20.05％)，CaO(10.69％)，Fe2O3(9.67％)，所述煤气化炉渣粉 由煤气化炉渣磨细后制得。
以下不再重复描述。
实施例
煤化工浓盐废水辅助激发的煤气化炉渣胶凝材料的制备，包括以下步骤：
将煤气化炉渣粉、水泥、片状氢氧化钠及拌和水混合即得所述胶凝材料，其 中实施例1～5所采用的各原料的用量如表1所示：
表1
Figure BDA0003084846980000031
Figure BDA0003084846980000041
对比例
对比例1～4与实施例1的区别在于原料种类与用量的不同，对比例1～4所采 用的原料种类与用量如表2所示：
表2
Figure BDA0003084846980000042
对比例5
同实施例1，区别在于，将氢氧化钠替换为氢氧化钙。
效果验证
对实施例1～5及对比例1～5所得的胶凝材料的抗压强度进行检测，结果如表 3所示：
表3
Figure BDA0003084846980000043
Figure BDA0003084846980000051
从表3中数据可以看出，本发明所制备的胶凝材料的抗压强度较高，特别是 早期强度发展快，能满足一般工程项目对无机胶凝材料抗压强度的要求，特别适 合用于进度快、工期短、早期强度要求高的道路工程施工应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明 的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之 内。

Claims (8)

1.一种煤化工浓盐废水辅助激发的煤气化炉渣胶凝材料，其特征在于，原料包括：固体原料、碱激发剂及拌合水，所述固体原料为煤气化炉渣及水泥，所述拌合水包括重量比为(0～3)∶1的水和煤化工浓盐废水，所述煤化工浓盐废水的含盐量为20～25wt％。
2.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述固体原料中，煤气化炉渣的质量分数为10～90％。
3.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述碱激发剂与固体原料的重量比为(0.05～0.15)∶1。
4.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述拌合水与固体原料的重量比为(0.30～0.45)∶1。
5.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述碱激发剂为氢氧化钠。
6.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述煤气化炉渣的细度为350～420m2/kg。
7.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述水泥为P.O42.5水泥。
8.一种权利要求1～7任一项所述的胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将煤气化炉渣、碱激发剂、水泥及拌合水混合，即得所述胶凝材料。
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