本發(fā)明涉及固廢材料綜合利用，特別是涉及一種循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、當前大宗固廢累計堆存量約600億噸，年新增堆存量近30億噸。要大力推進大宗固體廢物源頭減量化、資源化利用和無害化處置，加強全鏈條治理，著力解決突出矛盾和問題，推動資源綜合利用產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)新發(fā)展。
2、目前，水泥是建筑工程中應用范圍最廣泛、使用量最大的傳統(tǒng)膠凝材料，但水泥生產(chǎn)所帶來的資源和能源消耗及環(huán)境污染問題日益突出，尤其是co2排放問題。固體廢物存在潛在活性和膠凝性，以固體廢棄物為原料，經(jīng)物理及化學手段處理后可獲得性能與水泥媲美的固廢基膠凝材料，將其規(guī)模化利用后不僅可以降廢減碳，而且具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益?！兑环Ncfb灰渣制備的緩凝膨脹水泥及制備方法》中添加35~45%cfb灰渣配合特定組成的激發(fā)劑，制備緩凝膨脹水泥，具有強度高、緩凝、膨脹性可控與耐久性好的優(yōu)點。但由于cfb灰渣高值化利用途徑較少，導致對其消耗能力低下。因此，開發(fā)cfb灰渣資源化利用新途徑，發(fā)展其在更多新領(lǐng)域的應用對解決固體廢棄物及其引起的資源浪費與環(huán)境問題具有積極作用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種全固廢膠凝材料，通過對?；郀t礦渣、cfb灰渣進行粉磨處理，激發(fā)原料膠凝活性，滿足膠凝材料施工要求低、能耗低、強度高且耐久性好的特性，同時具有良好的經(jīng)濟效益和碳排放效益，可以有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水泥基材料，為建筑工程材料的選擇提供新的思路，可極大提高工業(yè)固廢物利用率，從而克服現(xiàn)有的建筑工程材料的不足等問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
3、一種循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料的基礎(chǔ)組分由以下質(zhì)量份的組分組成：?；郀t礦渣25～55份、cfb飛灰5～25份、cfb爐渣25～65份；外摻基礎(chǔ)組分0～5%的激發(fā)劑；所述固廢膠凝材料的比表面積不低于600m2/kg。
4、所述一種循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料的制備方法，包括以下步驟：
5、（1）將?；郀t礦渣和cfb爐渣進行預粉磨處理，得到礦渣粉和爐渣粉；
6、（2）將礦渣粉、爐渣粉、cfb飛灰及適量激發(fā)劑按比例混合均勻后研磨，得到全固廢膠凝材料。
7、原料中?；郀t礦渣是指煉鐵高爐礦渣，由熔融狀態(tài)的高爐渣置于水中急速冷卻而形成，與水泥熟料具有相似的化學組成；cfb爐渣是燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐進行爐內(nèi)脫硫產(chǎn)生的底渣；cfb飛灰是燃煤電廠循環(huán)流化床鍋爐（cfb）煙道氣體經(jīng)除塵收集的粉末。
8、所述全固廢膠凝材料，優(yōu)選后的基礎(chǔ)組分包含：粒化高爐礦渣30～50份、cfb飛灰10～20份、cfb爐渣30～60份，外摻基礎(chǔ)組分1～3%的激發(fā)劑。
9、所述步驟（1）中?；郀t礦渣及cfb爐渣的含水率不大于1%，研磨至比表面積不低于300m2/kg，其中所選用的?；郀t礦渣化學成分中sio2、al2o3、mgo、cao含量不低于90%；所述步驟（2）中影響cfb飛灰和爐渣粉火山灰活性的主要化學成分是sio2、al2o3和f-cao，總含量不低于80%，硫含量以so3計可以達到10%及以上，而這些含硫礦物在灰渣中的主要存在形式是ii型硬石膏，其中f-cao與水反應生成ca(oh)2，可一定程度上激發(fā)sio2和al2o3的化學活性；因此，循環(huán)流化床灰渣的活性主要來源于無定形的sio2和al2o3，粒化高爐礦渣含有60%以上的玻璃體結(jié)構(gòu)且cao含量不低于35%；粒化高爐礦渣作為鈣源與循環(huán)流化床灰渣中的化學組分反應，生成水化硅酸鈣和鈣礬石（aft），提高膠凝材料的水化活性及水硬性。
10、所述步驟（2）中的激發(fā)劑為氯化鈣、元明粉、氧化鈣、三乙醇胺中的一種或多種。
11、所述步驟（1）中研磨使用輥碾機，研磨工藝采用閉路模式，可保證預粉磨細度；所述步驟（2）使用雙倉式超細球磨機，研磨工藝采用開路模式，保證細度的同時，也可保證級配。
12、所述的循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料按照摩爾比計算，其鈣硅比（ca/si）為0.5-0.8，硅鋁比（si/a1）為1.4-1.7。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
14、本發(fā)明根據(jù)原料組成及特性對原材料進行合理復配，可以有效地提高膠凝材料體系水化速率，充分發(fā)揮固廢協(xié)同藕合效應；粒化高爐礦渣作為鈣源與循環(huán)流化床灰渣中的化學組分反應，生成水化硅酸鈣和鈣礬石（aft），有效提高了膠凝材料的水化活性及水硬性；
15、（2）通過機械粉磨細化能夠顯著改善顆粒表面性質(zhì)，促進cfb灰渣中ⅱ-硬石膏的溶解，避免因其溶解速率慢導致的后期膨脹問題，提升活性硅鋁的溶出速率，使得火山灰活性增強，促進水化產(chǎn)物生成以及微結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，進而提高其膠凝材料的宏觀力學性能；粒化高爐礦渣細度的提高，可以使礦渣玻璃體結(jié)構(gòu)得到均勻化，顆粒產(chǎn)生微裂縫，反應物中的離子或分子可以進入裂縫，促進玻璃體的溶解性提高。
16、（3）本發(fā)明采用的化學激發(fā)一方面有利于促進灰渣中的硬石膏溶解，使其中的鋁氧、硅氧界面得到重新排列，降低sio4和a1o6的聚合度，可有效控制膨脹，并顯著提升灰渣的火山灰活性；另一方面，粒化高爐礦渣中硅酸鹽、鋁酸鹽及大量含鈣的玻璃質(zhì)在激發(fā)劑的激發(fā)作用下，遇水能硬化。
17、（4）本發(fā)明可顯著提高固廢利用率，尤其是cfb灰渣的利用，具有工藝簡單，低碳排放，易于工業(yè)化應用的特點，減輕環(huán)保壓力的同時為固體廢棄物的資源化應用提供了新的方向，實現(xiàn)工業(yè)固廢資源化利用高效發(fā)展。
1.一種循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料，其特征在于，所述循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料的原料，其基礎(chǔ)組分包含：?；郀t礦渣25～55份、cfb飛灰5～25份、cfb爐渣25～65份；外摻基礎(chǔ)組分0～5%的激發(fā)劑；所述固廢膠凝材料的比表面積不低于600m2/kg；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料，其特征在于：所述循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料的制備包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料，其特征在于，所述全固廢膠凝材料中其基礎(chǔ)組分包含?；郀t礦渣30～50份、cfb飛灰10～20份、cfb爐渣30～60份，外摻基礎(chǔ)組分1～3%的激發(fā)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料，其特征在于，優(yōu)選后的組分組成：所述步驟（1）中所使用的粒化高爐礦渣及cfb爐渣的其含水率不大于1%，研磨至比表面積不低于300m2/kg，其中?；郀t礦渣化學成分中sio2、al2o3、mgo、cao含量不低于90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料，其特征在于，所述步驟（2）中的激發(fā)劑，選擇氯化鈣、元明粉、氧化鈣、三乙醇胺中的一種或多種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床灰渣基全固廢膠凝材料，其特征在于，所述步驟（1）中研磨使用輥碾機，研磨工藝采用閉路模式；所述步驟（2）使用雙倉式超細球磨機，研磨工藝采用開路模式。