[发明专利]一种镍铁渣草酸盐化学键合胶凝材料

说明书

本发明公开了一种镍铁渣草酸盐化学键合胶凝材料，属于建筑材料技术领域；该化学键合胶凝材料组成物及重量份为镍铁渣100份、酸性组分25‑45份；该胶凝材料与水的搅拌混合，具有凝结速度可控，硬化快、早期强度高、低温凝结速度快、耐磨性和抗冻性好以及干缩小等优良性能；利用镍铁渣中复合的金属氧化物制备草酸盐化学键合胶凝材料，降低了材料制备成本，同时为镍铁渣的高效资源化利用提高了一种新途径，该方法具有一定的环保和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种镍铁渣草酸盐化学键合胶凝材料，属于建筑材料技术领域。

背景技术

镍铁渣是红土镍矿在提炼金属镍或镍铁合金的冶炼过程中排出的废物经水淬形成的一种粒化炉渣。其虽与高炉渣、粉煤灰具有类似的铝、硅活性成分，但由于冶炼原料和工艺的不同，所产镍铁渣的化学成分与高炉渣、粉煤灰有所不同，导致综合利用率低，仅为10%。据统计，我国每年排放的镍铁渣量达1500多万吨，历年累积的堆存量近1亿吨，约占冶金渣总量的1/5。镍铁渣中含有大量的SiO₂（40%-50%）、MgO(25%-35%)、FeO(5%-10%)以及少量的Cr、Co、Mn、Ti等，其主要物相为橄榄石类。目前，镍铁渣的资源化利用研究主要包括回收有价金属、硅酸盐水泥掺合料及建材等方面。对其进行有价金属回收，由于渣中残存的有价金属含量有限，即使把它们全部回收，对于渣量的减量化影响也是微乎其微的，甚至有大量增加的可能。在硅酸盐水泥掺合料及建材方面，由于镍铁渣中MgO含量较高，导致材料存在溶胀问题。因此，急需为镍铁渣资源化利用寻找一种新的技术途径。

基于镍铁渣金属氧化物（MgO(25%-35%)、FeO(5%-10%)）含量高特性可用于制备化学键合胶凝材料。化学键合材料（Chemically Bonded Ceramics，CBC），通常是由碱土金属氧化物（MgO、ZnO、FeO）与酸或可溶性酸式盐，及添加剂、矿物掺合料等按照一定比例，通过酸碱化学反应，生成的一种新型无机胶凝材料。目前研究较多的是镁系磷酸盐化学键合胶凝材料。镁系磷酸盐化学键合胶凝材料是由氧化镁、磷酸盐（NH₄H₂PO₄、KH₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄、K₂HPO₄以及几种的复盐）、缓凝剂（硼砂）、掺合料（粉煤灰）等配制而成。镁系磷酸盐化学键合胶凝材料在很多方面具有比传统水泥更好的性能，如具有快凝快硬、早期强度高、低温凝结速度快、与旧混凝土的粘接强度高、耐磨性和抗冻性好以及干缩小等优点。磷酸镁水泥独特性能，使其在高速公路、机场跑道、主干道的快速修补，固体废物处理与固化等方面有着广阔的应用前景。但磷酸镁化学键合胶凝材料在高温下凝固速度过快，不利于施工操作，在极低温下又不够迅速。另外，磷酸镁化学键合材料的制备过程采用的原料是氧化镁，作为化学试剂，其价格昂贵。因此，改善磷酸盐化学键合材料的可施工操作性，探寻合适的反应原料替代MgO以降低其制备成本，是该类材料制备与应用研究的发展方向。

发明内容

本发明旨在提供一种镍铁渣草酸盐化学键合胶凝材料，以镍铁渣为原料，以富含草酸根的盐或草酸为酸性组分，制备镍铁渣草酸盐化学键合胶凝材料；通过此方法制备的镍铁渣草酸盐化学键合胶凝材料仍具有快凝快硬、早期强度高、低温凝结速度快、耐磨性和抗冻性好以及干缩小等优良性能。以镍铁渣代替传统方法中的氧化镁，降低了材料制备成本，同时为镍铁渣的高效资源化利用提高了一种新途径，该方法具有一定的环保和经济效益。

本发明镍铁渣草酸盐化学键合胶凝材料的组成物及重量份为镍铁渣100份、酸性组分25-45份。

本发明镍铁渣草酸盐化学键合胶凝材料还可以添加缓凝剂1-10重量份。

所述镍铁渣粉磨过80目筛，筛余量小于5%。

所述酸性组分为草酸、草酸氢钠、草酸钠中的一种或任意比几种。