[发明专利]一种电解锰渣环保水泥及其制备方法

说明书

本发明提供了一种电解锰渣环保水泥，包括如下重量份数的原料：电解锰渣40~60，水泥熟料20~40，粉体水泥助磨剂0.5~1，水泥增强剂0.3~0.8，硫酸盐5~8，碱性激发剂3~9；其中，所述碱性激发剂包括生石灰、氢氧化钠、木质磺酸钙、萤石、硅酸钠和活性氧化铝粉末。本发明所述的电解锰渣环保水泥及其制备方法，通过对电解锰渣中的成分组成进行充分分析，着眼于充分利用电解锰渣这一目的对其进行有效的资源化处置并实现较高的经济价值。

技术领域

本发明属于保温管壳生产领域，尤其是涉及一种电解锰渣环保水泥及其制备方法。

背景技术

我国电解锰渣的排放量很大，每年产生量在2000万吨以上，电解锰渣中含有较多的硫酸盐成分，以及锰、铬等重金属，若得不到有效的处置，将会对地下水和土壤生态环境造成严重破坏。

目前，利用电解锰渣制备水泥或水泥制品做了大量的研究，但是电解锰渣综合利用量小、利用率低，还未见经济稳定、可推广应用的成功案例。

首先，通常电解锰渣用来部分代替石膏用于水泥缓凝剂，当掺量大于3%时，其28天抗压强度会下降4.8％ 至15.3％。因此要配合一定比例的其他石膏生产复合型的锰渣石膏。配入比例要根据每批锰渣成分而定，因此难以大规模应用。

其次，利用电解锰渣配制复合胶凝材料，将其作为辅助性材料，这种资源化利用方式从本质上讲还是将其作为一种辅助性材料，电解锰渣的利用率低（通常小于10%），对于大量堆存（每生产1吨电解锰平均产生6.5吨电解锰渣）的废弃物的处理而言，无疑杯水车薪。

另外，由于电解锰渣的产生过程是常温下矿石化合浸取后得到的，滤渣没有经过高温加热分解过程，因此其中的铝硅酸盐矿物不存在水硬性或潜在的火山灰活性，因此在制备水泥过程中通常需要进行高温活化作用，在活化过程中或产生大量的有毒有害物质，同时消耗大量的能源，违背于节能减排的方针政策，且大大提高了电解锰渣制备水泥的费用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电解锰渣环保水泥及其制备方法，通过对电解锰渣中的成分组成进行充分分析，着眼于充分利用电解锰渣这一目的对其进行有效的资源化处置并实现较高的经济价值。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电解锰渣环保水泥，包括如下重量份数的原料：电解锰渣40~60，水泥熟料20~40，粉体水泥助磨剂0.5~1，水泥增强剂0.3~0.8，硫酸盐5~8，碱性激发剂3~9；其中，所述碱性激发剂包括生石灰、氢氧化钠、木质磺酸钙、萤石、硅酸钠和活性氧化铝粉末。

其中，水泥熟料为锰渣水泥的基础原材料，主要用于增强水泥的水化强度。本专利中使用普通硅酸盐水泥熟料，其主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和少量的氧化铝和氧化铁成分。

粉体水泥助磨剂主要是提高粉磨效率和降低水泥球磨过程中的能量能耗，而又不损害水泥性能。助磨剂一方面可以增加锰渣的使用量，减少熟料的使用量，另一方面可以提高水泥的强度。

水泥增强剂主要用来调控水泥中发生水化反应成分的比例关系，产生电化学反应，使水泥中的有效成分发挥效用，而使水泥颗粒完全水化，并达到水泥的最大利用效能。

硫酸盐主要用于在水化反应过程中生成水化产物，同时也用于对电解锰渣进行初步的激活，水化生成相应的硫酸盐成分。

碱性激发剂主要用于激活电解锰渣中的矿物成分，同时降低水泥反应过程中的水化热，提高混水泥抗渗能力，从而增加水泥的后期强度。其中生石灰和氢氧化钠主要起到碱性激发作用，在球磨过程中对电解锰渣进行活化，木质磺酸钙用于促进水热反应的发生，萤石和硅酸钠和氧化铝粉末为水化反应的引发剂和参与水化反应。

其中：

激发活化过程: