一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水泥生產技術領域，涉及一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法。
【背景技術】
[0002]有的電站采用干法脫硫，導致電站粉煤灰中硫酸鈣含量較高，硫酸鈣含量較高會影響復合水泥的強度，因此粉煤灰只能露天堆放，無法應用于水泥中。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法，解決了生產的復合水泥強度不夠且粉煤灰添加量少的問題。
[0004]本發(fā)明所采用的技術方案是，一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法，具體按照以下步驟進行:
[0005]步驟I，按照質量份數(shù)比，將100份的電站粉煤灰與0.01-0.05份的轉晶劑混合，加入到密閉的反應釜中，將反應釜加熱到300°C -400°C，保持5分鐘，得到轉型后的粉煤灰，使粉煤灰中的硫酸鈣轉變成硫酸鈣晶須；
[0006]步驟2，按照質量份數(shù)比，將5-30份轉型后的粉煤灰添加到100份的水泥熟料中，制備復合水泥。
[0007]優(yōu)選的，轉晶劑是醋酸鎂、檸檬酸鈉、硫酸鋁、硫酸鐵、十二烷基苯磺酸鈉、氯化鎂中的一種或兩種以上任意組合。
[0008]優(yōu)選的，按照質量份數(shù)比，醋酸鎂:硫酸鋁=1:1比例混合制得轉晶劑。
[0009]優(yōu)選的，按照質量份數(shù)比，檸檬酸鈉:十二烷基苯磺酸鈉=I: 2比例混合制得轉晶劑。
[0010]優(yōu)選的，電站粉煤灰是循環(huán)流化床干法脫硫的粉煤灰。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，為了有效的應用粉煤灰，在粉煤灰中添加微量的轉晶劑，在300-400°C的溫度下使粉煤灰中的脫硫石膏發(fā)生晶型變化，轉變成硫酸鈣晶須。硫酸鈣晶須能夠很好的提高水泥的物理性能，在較大的添加量情況下制備的粉煤灰復合水泥都能達到國家425水泥的標準。
【具體實施方式】
[0012]—種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法，具體按照以下步驟進行:
[0013]步驟I，按照質量份數(shù)比，將100份的電站粉煤灰與0.01-0.05份的轉晶劑混合，加入到密閉的反應釜中，將反應釜加熱到300°C -400°C，保持5分鐘，得到轉型后的粉煤灰，使粉煤灰中的硫酸鈣轉變成硫酸鈣晶須。
[0014]步驟2，按照質量份數(shù)比，將5-30份轉型后的粉煤灰添加到100份的水泥熟料中，制備復合水泥。
[0015]其中，轉晶劑具體是醋酸鎂、檸檬酸鈉、硫酸鋁、硫酸鐵、十二烷基苯磺酸鈉、氯化鎂中的一種或兩種以上任意組合；
[0016]優(yōu)選的，按照質量份數(shù)比，醋酸鎂:硫酸鋁=1:1比例混合制得轉晶劑。
[0017]優(yōu)選的，按照質量份數(shù)比，檸檬酸鈉:十二烷基苯磺酸鈉=1:2比例混合制得轉晶劑。
[0018]使用的粉煤灰是循環(huán)流化床干法脫硫的粉煤灰，這種粉煤灰中含有10%左右的硫酸鈣。
[0019]在粉煤灰的領域，粉煤灰應用于水泥時，粉煤灰中的硫酸鈣主要是用于調節(jié)水泥的凝結時間，在水泥行業(yè)中硫酸鈣通常的作用都是用于調節(jié)水泥的凝結時間，硫酸鈣晶須在增強水泥性能方面未見報道，硫酸鈣晶須的獲得必須要在轉晶劑存在的情況下才能獲得，轉晶劑的加入才能有效提尚硫酸I丐晶須的長徑比，進一步提尚材料的力學性能。為了提高復合水泥的強度，都是采用在水泥中添加某特殊材料，來提高水泥的力學性能增強，因此很難聯(lián)想將粉煤灰中的硫酸鈣轉化成硫酸鈣晶須應用于水泥中。
[0020]在硫酸鈣晶須的制備領域，在硫酸鈣晶須的制備過程是在液相反應體系中進行，液相中的硫酸鈣在一定的溫度、壓力以及轉晶劑的作用下逐漸轉變成硫酸鈣晶須，將粉煤灰中的硫酸鈣轉變成晶須是在氣相中在較高的溫度下進行，在氣相中將硫酸鈣轉變成硫酸鈣晶須是整個硫酸鈣晶須的制備領域沒有人研究過的。因此在粉煤灰領域和硫酸鈣晶須的制備領域，各自領域的研究人員都很難將兩個領域涉及到的技術問題聯(lián)系起來。
[0021]對于硫酸鈣晶須，晶形助長劑作用主要體現(xiàn)在改變硫酸鈣的過飽和度以及對硫酸鈣晶須的生長產生影響，使硫酸鈣晶體按一維方向生長。在晶須的生長過程中，Ca2+主要在(111)晶面，S042主要集中在(110)晶面，兩種離子在轉晶劑的作用下按照螺旋位錯的方式生長，最終形成硫酸鈣晶須。選擇的這幾種轉晶劑是硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鎂能吸附(110)晶面，在添加量在控制在0.01-0.05份的范圍內使得晶須沿著(111)晶面生長，形成長徑比較大的晶須。醋酸鎂、檸檬酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉能吸附(111)晶面，在添加量在控制在0.01-0.05份的范圍內使得晶須沿著(110)晶面生長，也同樣能形成長徑比較大的晶須。而其他轉晶劑使硫酸鈣的過飽和度迅速增大，導致硫酸鈣晶核過量產生，在硫酸鈣晶須生長過程中晶核之間相互碰撞交聯(lián)，影響了硫酸鈣晶須的形貌，最終導致硫酸鈣晶須形貌不規(guī)貝Ij，長徑比較小。
[0022]轉晶劑是硫酸鈣進行晶型轉變的催化劑，加入轉晶劑的量是為了得到較高的硫酸鈣晶須的轉化率和硫酸鈣晶須的長徑比較大，轉晶劑小于0.01份時，硫酸鈣晶須生成的速度較慢，硫酸鈣晶須的轉化率較低。轉晶劑大于0.05份時，硫酸鈣晶須在徑向上的生長速度較快，因而得到的硫酸鈣晶須的長徑比變小，因此轉晶劑的含量控制在0.01-0.05份之間，得到的復合水泥的強度達到425水泥的國家標準，轉晶劑添加量超出此范圍，都會使復合水泥的強度降低，復合水泥強度可能低于425水泥的國家標準。
[0023]在水泥行業(yè)的技術人員都是用硫酸鈣調解水泥凝結時間，在當前水泥的使用中硫酸鈣不能提高水泥的抗壓強度，只能改變水泥凝結時間。硫酸鈣晶須能夠提高材料的抗壓、抗拉強度和加工性能，而粉煤灰中含有硫酸鈣，如果將粉煤灰中硫酸鈣轉變?yōu)榱蛩徕}晶須則可能很好的提高水泥的抗壓強度，我們通過實驗發(fā)現(xiàn)硫酸鈣通過轉變確實能提高水泥的強度。
[0024]實施例1
[0025]按照100份電站粉煤灰與0.01份醋酸鎂的比例，將粉煤灰與醋酸鎂混合加入到密閉的反應釜中，將反應釜加熱到300°C，保持5分鐘，使粉煤灰中的硫酸鈣轉變成硫酸鈣晶須。
[0026]在100份水泥熟料中分別添加5、10、15、20、25、30份轉型后的粉煤灰制備復合水泥，測定復合水泥28天抗壓強度分別達到48.5MPa、50.6MPa、51.3MPa、48.3MPa、47.8MPa，以上不同比例的復合水泥均能達到國家425水泥的標準。
[0027]實施例2
[0028]按照100份電站粉煤灰與0.02份檸檬酸鈉的比例，將粉煤灰與檸檬酸鈉混合加入到密閉的反應釜中，將反應釜加熱到400°C，保持5分鐘，使粉煤灰中的硫酸鈣轉變成硫酸鈣晶須。
[0029]在100份水泥熟料中分別添加5、10、15、20、25、30份轉型后的粉煤灰制備復合水泥，測定復合水泥28天抗壓強度分別達到49.1MPa,51.2MPa、51.8MPa、49MPa、48.5MPa，以上不同比例的復合水泥均能達到國家425水泥的標準。
[0030]實施例3
[0031 ] 按照100份電站粉煤灰與0.03份硫酸鋁的比例，將粉煤灰與硫酸鋁混合加入到密閉的反應釜中，將反應釜加熱到350°C，保持5分鐘，使粉煤灰中的硫酸鈣轉變成硫酸鈣晶須。
[0032]在100份水泥熟料中分別添加5、10、15、20、25、30份轉型后的粉煤灰制備復合水泥，測定復合水泥28天抗壓強度分別達到49.5MPa、51.7MPa、52.2MPa、49.3MPa、48.7MPa，以上不同比例的復合水泥均能達到國家425水泥的標準。
[0033]實施例4
[0034]按照100份電站粉煤灰與0.04份轉晶劑的比例，將粉煤灰與轉晶劑混合加入到密閉的反應釜中，將反應釜加熱到320°C，保持5分鐘，使粉煤灰中的硫酸鈣轉變成硫酸鈣晶須。
[0035]其中，醋酸鎂:硫酸鋁=1:1比例混合制得轉晶劑。
[0036]在100份水泥熟料中分別添加5、10、15、20、25、30份轉型后的粉煤灰制備復合水泥，測定復合水泥28天抗壓強度分別達到49.8MPa、51.9MPa、52.5MPa、49.5MPa、48.8MPa，以上不同比例的復合水泥均能達到國家425水泥的標準。
[0037]實施例5
[0038]按照100份電站粉煤灰與0.05份轉晶劑的比例，將粉煤灰與轉晶劑混合加入到密閉的反應釜中，在380°C的溫度下保持5分鐘，使粉煤灰中的硫酸鈣轉變成硫酸鈣晶須。
[0039]其中，檸檬酸鈉:十二烷基苯磺酸鈉=1:2比例混合制得轉晶劑。
[0040]在100份水泥熟料中分別添加5、10、15、20、25、30份轉型后的粉煤灰制備復合水泥，測定復合水泥28天抗壓強度分別達到49.4MPa、51.5MPa、52.3MPa、49.lMPa、48.2MPa，以上不同比例的復合水泥均能達到國家425水泥的標準。
[0041]轉晶劑的添加量再增加到0.05份以上，對復合水泥強度提高沒有實際作用，最佳添加量為0.04，如果從經濟的角度考慮添加量為0.01份為最好，并且復合水泥強度強度也能達到425水泥的標準。
[0042]因此可以看出，本發(fā)明中轉晶劑加入量為0.01-0.05份，加熱到300-400°C，保持5分鐘，按照5-30份轉型后的粉煤灰添加到100份的水泥熟料中，為經過大量實驗得到的最終結果。粉煤灰中硫酸鈣晶須轉型工藝簡單、轉型后的粉煤灰可以和水泥熟料直接混合，簡化復合水泥的生產工藝。
【主權項】
1.一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法，其特征在于，具體按照以下步驟進行: 步驟I，按照質量份數(shù)比，將100份的電站粉煤灰與0.01-0.05份的轉晶劑混合，加入到密閉的反應釜中，將反應釜加熱到300°C -400°C，保持5分鐘，得到轉型后的粉煤灰，使粉煤灰中的硫酸鈣轉變成硫酸鈣晶須； 步驟2，按照質量份數(shù)比，將5-30份轉型后的粉煤灰添加到100份的水泥熟料中，制備復合水泥。2.根據(jù)權利要求1所述的一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法，其特征在于，所述轉晶劑是醋酸鎂、檸檬酸鈉、硫酸鋁、硫酸鐵、十二烷基苯磺酸鈉、氯化鎂中的一種或兩種以上任意組合。3.根據(jù)權利要求1所述的一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法，其特征在于，按照質量份數(shù)比，醋酸鎂:硫酸鋁=1:1比例混合制得轉晶劑。4.根據(jù)權利要求1所述的一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法，其特征在于，按照質量份數(shù)比，梓檬酸鈉:十二燒基苯磺酸鈉=1:2比例混合制得轉晶劑。5.根據(jù)權利要求1所述的一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法，其特征在于，所述電站粉煤灰是循環(huán)流化床干法脫硫的粉煤灰。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高循環(huán)流化床電站粉煤灰在水泥中強度的方法，按照質量份數(shù)比，將100份的電站粉煤灰與0.01-0.05份的轉晶劑混合加入到密閉的反應釜中，加熱到300℃-400℃保持5分鐘，得到轉型后的粉煤灰；按照質量份數(shù)比，將5-30份轉型后的粉煤灰添加到100份的水泥熟料中，制備復合水泥。本發(fā)明的有益效果是，為了有效的應用粉煤灰，在粉煤灰中添加微量的轉晶劑，在300-400℃的溫度下使粉煤灰中的脫硫石膏發(fā)生晶型變化，轉變成硫酸鈣晶須。硫酸鈣晶須能夠很好的提高水泥的物理性能，在較大的添加量情況下制備的粉煤灰復合水泥都能達到國家425水泥的標準。
【IPC分類】C04B7/26
【公開號】CN105036577
【申請?zhí)枴緾N201510391211
【發(fā)明人】李清華, 周嗣林, 胡曉霞, 羅先哲, 張中, 趙盛云, 黃斌, 劉勇, 趙彬
【申請人】四川理工學院
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月6日