[发明专利]一种地聚合物用水玻璃激发剂的湿磨制备方法

说明书

本发明公开了一种地聚合物用水玻璃激发剂的湿磨制备方法，主要涉及建筑材料技术领域；其制备方法为：以碱液作为溶剂，在常温下将高硅质材料微粉湿磨；本发明利用高硅质材料微粉中非晶态硅质成分与碱液混合湿磨条件下溶出率高的特点，能在大幅度降低能耗的前提下高效制备出地聚合物用水玻璃激发剂，解决了现今地聚合物用水玻璃激发剂生产能耗大、效率低下致使其成本过高，而导致地聚合物材料难以推广的问题。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体是一种地聚合物用水玻璃激发剂的湿磨制备方法。

背景技术

地聚合物是由强碱(如：NaOH、KOH)或硅酸盐(如：硅酸钠、硅酸钾)溶液作为激发剂来激发活性硅铝酸盐材料(如：偏高岭土、粉煤灰、矿渣等工业废渣)形成的一类新型硅铝酸盐无机胶凝材料。

由于地聚合物原料的矿渣在水中基本上为惰性，如果要使矿渣呈现胶凝性能，就必须加以激发。地聚合物常用的激发剂有：氢氧化钠(钾)、(钾、钠)水玻璃、石灰、碳酸钠等碱性溶液，不同激发剂与矿渣反应后所得的反应产物不同，对所得地质聚合物材料的性能也会有一定的影响。经大量学术研究表明，目前激发效果最好的便是低模数水玻璃溶液。

水玻璃是硅酸钠的水溶液，生产工艺有干法、湿法两种。干法以石英岩和纯碱为原料，在窑炉内于1300～1500℃高温煅烧4～6小时制得固体硅酸钠。固体硅酸钠在实际工业中没有任何使用功能，它只是一个过渡状态，需要根据实际生产工艺需要，将固体硅酸钠、水、液碱按照规定的比例，加入溶解滚筒，然后充入蒸汽，在加热(150～170℃)加压(0.5～0.8MPa)条件下反应4～6小时，生成不同浓度、不同模数的水玻璃。其化料过程需要搅拌和加压，一般采用滚筒式反应釜或带有搅拌装置的静压式反应釜。这种工艺的优点是生产水玻璃的浓度和模数容易调节，但窑炉煅烧能耗过高，生产产生的含硫废气对环境污染大，而且必须通过两步法才能获得液态水玻璃，工艺复杂且效率低下。

湿法水玻璃生产工艺以不低于97％硅质含量的石英砂和不低于32％浓度的液碱为原料，按照约1：1.5的比例投入到滚筒式泡花碱设备中，然后充入蒸汽，在加热(170～220℃)加压(1～2MPa)条件下保持转动反应10小时，直接生成2.0到2.5之间的低模数的液体水玻璃。此法虽然相较于干法省去了高温煅烧的步骤，但所需压力比较高，对设备的磨损也比较大，普通设备比较难以胜任，所以需要配备比较厚一些板材，如滚筒式的利民泡花碱设备，施工设备要求苛刻的同时也加大了成本的投入。

综上所述，现今地聚合物用水玻璃加工方法需要将原料长时间高温煅烧或者高压加热，生产效率低下，消耗大量能源的同时也加大了施工难度和施工成本，因而使其生产出的产品价格昂贵，影响地聚合物材料的推广。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种地聚合物用水玻璃激发剂的湿磨制备方法，利用高硅质材料微粉中非晶态硅质成分与碱液混合湿磨条件下溶出率高的特点，能在大幅度降低能耗的前提下高效制备出地聚合物用水玻璃激发剂，解决了现今地聚合物用水玻璃激发剂生产能耗大、效率低下致使其成本过高，而导致地聚合物材料难以推广的问题。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种地聚合物用水玻璃激发剂的湿磨制备方法，以碱液作为溶剂，在常温下将高硅质材料微粉湿磨。高硅质材料微粉在碱液激发和研磨介质研磨协同作用的过程中，微粉颗粒从表向内快速剥壳解体成尺寸细小的纳米粒子，同时非晶态硅质成分大量溶出并与碱液剧烈反应最终生成产品。

优选的，所述高硅质材料微粉和碱液的各组分质量百分比为：高硅质材料微粉30～50％，碱液50～70％。

优选的，所述高硅质材料为硅质成分SiO₂含量不低于95％wt的材料。

优选的，所述碱液为20％～40％浓度的NaOH或KOH溶液。