[发明专利]一种全固废基碳酸化免烧轻骨料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全固废基碳酸化免烧轻骨料的制备方法，包括以下步骤：(1)将活性组分型固废、轻质填充型固废和碱激发型固废研磨后混合，得到混合固废粉末；(2)利用混合固废粉末与水进行造粒，得到颗粒物，将颗粒物预养护之后进行CO₂矿化养护，得到所述的全固废基碳酸化免烧轻骨料；其中，活性组分型固废包括高炉渣，钢渣或炉渣；轻质填充型固废包括粉煤灰、河道淤泥或赤泥；碱激发型固废包括电石渣。本发明的原料全部选自固废，用碱激发型固废代替传统的生石灰，氢氧化钠，水玻璃等作为碱激发剂，并采用CO₂矿化强化技术，充分地发挥了固废的固碳潜力，节约自然资源，制得了抗压强度好的全固废基碳酸化免烧轻骨料。

技术领域

本发明属于固废资源化利用和建筑材料技术领域，具体涉及一种全固废基碳酸化免烧轻骨料及其制备方法。

背景技术

我国是世界上最大的钢铁生产国和煤炭消耗国，由此带来了大量高炉渣和粉煤灰等工业固废的产生，而我国工业固废资源化比例低，大量工业固废的堆存，不仅占用破坏土地资源，而且污染地下水，造成扬尘等空气污染，消纳固废迫在眉睫。CCUS(二氧化碳捕集利用与封存)技术是大规模碳减排的有效路径之一，CO₂的矿化强化建材制品技术是利用CO₂矿化过程替代传统水化蒸养的新型CO₂利用和建材养护技术，利用自然界或工业生产中含钙、镁的碱土金属离子矿物将CO₂矿化处理形成热稳定较高的无机碳酸盐，该技术在减少CO₂排放的同时实现了高性能建筑材料的生产和固体废弃物的资源化利用，是附带显著经济效益的CO₂减排途径。

采用二氧化碳矿化养护固废制备建材，不仅消纳了固废和二氧化碳，而且取代了传统的高温烧结，高温蒸养等建材养护方式，进一步降低了能耗，减少了二氧化碳的排放。更进一步的，缩短了养护周期，提高了生产效率，获得了高附加值的建筑材料。

公开号为CN102173747A的中国专利文献公开了一种利用城镇污泥、黄土和膨润土烧制陶粒的方法，利用原始污泥、黄土和膨润土，谷糠为燃料直接烧制陶粒，污泥的处理量大，生产成本低；公开号为CN109467443A的中国专利文献公开了一种利用污泥、页岩粉为主要原料烧制再生陶粒的方法。以上方法，配料仍包含自然资源，同时采用烧结工艺，加剧污染和温室效应。

公开号为CN102351557B的中国专利文献公开了一种活性污泥结合粉煤灰生产免烧陶粒的方法，全部采用固废，但采用自然养护，性能较差；公开号为CN112500011A的中国专利文献公开了一种利用钢渣，玻化微珠，生石灰结合碳化工艺生产轻骨料的方法，成品性能好，但成本较高；公开号为CN111362607A的中国专利文献公开了一种轻质固废免烧陶粒，原料包括钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐水泥、激发剂、密度调节剂、水，该发明以空心玻璃微珠作为密度调节剂，降低了陶粒产品的堆积密度、提高强度，该方法的生产成本高。

发明内容

本发明提供了一种全固废基碳酸化免烧轻骨料的制备方法，原料全部选自固废，用碱激发型固废代替传统的碱激发剂，并利用CO₂矿化强化技术，充分地发挥了固废的固碳潜力，节约了自然资源，解决固废低值低量的利用问题，制备得到抗压强度优异的全固废基碳酸化免烧轻骨料。

具体采用的技术方案如下：

一种全固废基碳酸化免烧轻骨料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将活性组分型固废、轻质填充型固废和碱激发型固废研磨后混合，得到混合固废粉末；

(2)利用混合固废粉末与水进行造粒，得到颗粒物，将颗粒物预养护之后进行CO₂矿化养护，得到所述的全固废基碳酸化免烧轻骨料；

所述的活性组分型固废包括高炉渣，钢渣或炉渣；所述的轻质填充型固废包括粉煤灰、河道淤泥或赤泥，堆积密度小于1000kg/m³；所述的碱激发型固废包括电石渣。