(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书 | ||
(10)申请公布号 CN 105693118 A (43)申请公布日 2016.06.22 | ||
(21)申请号 CN201610067532.6
(22)申请日 2016.01.31
(71)申请人 西安建筑科技大学
地址 710055 陕西省西安市雁塔路13号
(72)发明人 张耀君 张科 张力 张懿鑫 康乐 余淼 杨梦阳
(74)专利代理机构 西安恒泰知识产权代理事务所
代理人 李婷
(51)Int.CI
C04B7/24
C04B12/00
权利要求说明书 说明书 幅图 |
(54)发明名称
一种电导率可调控碱激发磷渣基胶凝材料制备方法 | |
(57)摘要
本发明公开了一种电导率可调控碱激发磷渣基半导体胶凝材料制备方法，该方法是将磷渣、炭黑、以及九水硅酸钠和氢氧化钾水溶液放入搅拌装置中进行拌合，经过模具成型、养护，得到导电碱激发磷渣基半导体胶凝材料。炭黑、九水硅酸钠、氢氧化钾、水的掺量以磷渣质量为基础，分别为1.5％～4.5％、20％、6％、31％～53％；制备的磷渣基半导体胶凝材料28d养护龄期稳定的电导率调控在0.1～2.45(S/m)之间；小于28d养护龄期时，该材料的电导率随养护龄期的延长而变化，28d养护龄期后，其电导率不随龄期的增长而发生变化。该制备方法简单可行、整个工艺过程无三废排放，是磷渣高附加值利用的新途径。 | |
法律状态
法律状态公告日 | 法律状态信息 | 法律状态 |
2017-08-25 | 授权 | 授权 |
2016-07-20 | 实质审查的生效 | 实质审查的生效 |
2016-06-22 | 公开 | 公开 |
权 利 要 求 说 明 书
1.一种电导率可调控碱激发磷渣基半导体胶凝材料的制备方法， 其特征在于，该方法将磷渣、炭黑、九水硅酸钠和氢氧化钾的水溶液 放入搅拌装置中进行拌合形成浆体，经过模具成型、养护，制备成电 导率可调控磷渣基地质聚合物；其中：
炭黑、九水硅酸钠、氢氧化钾、水的掺量是以磷渣为基础质量， 掺量分别为1.5％～4.5％、20％、6％、31％～53％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)按配方量称取磷渣，置入搅拌机中；
(2)按配方量称取炭黑，置入搅拌机中，与磷渣搅拌均匀混合；
(3)按配方量称取九水硅酸钠和氢氧化钾；
(4)按配方量称取水，将九水硅酸钠与固体氢氧化钾溶入水中；
(5)将九水硅酸钠与氢氧化钾的水溶液置于净浆搅拌机中，加 入已拌合均匀的炭黑与磷渣的混合料，进行化学反应形成均匀的浆体；
(6)将浆体盛入模具中成型，等距离插入4片镀锌不锈钢电极， 所述的镀锌不锈钢电极规格为2cm×3cm，模具用塑料薄膜密封袋密 封，置于恒温箱中80℃养护10h，然后取出，室温养护14h后脱模， 放入养护室继续养护不同龄期，得到电导率可调控碱激发磷渣基半导 体胶凝材料试块，
检测试块3d抗压强度；采用四电极法检测该电导 率可调控碱激发磷渣基半导体胶凝材料试块3d、7d、14d、28d不同 龄期的电导率。
3.权利要求1或2制备的电导率可调控碱激发磷渣基半导体胶 凝材料。
说 明 书
<p>技术领域
本发明属于硅酸盐半导体胶凝材料的制备及其固体废弃物资源 化利用领域，具体涉及一种电导率可调变碱激发磷渣基半导体胶凝材 料制备方法。
宋佳个人详细资料背景技术
磷渣是用电炉法制取黄磷时，排放的以硅酸钙为主要成分的一 种工业废弃物。在用电炉法生产黄磷时，每制取1t黄磷就能产生8～ 10t磷渣[1]。我国磷渣年排放量超过500万t[2]。磷渣含有磷和 氟，长期露天堆放，经过雨淋后有毒物质会渗透到土壤中造成环境 污染；同时，磷渣中含有氧化硅、氧化铝等具有潜在活性的物质， 对其进行资源化利用不仅是减少环境污染、改善生态环境，而且也 是
变废为宝，是磷工业可持续发展的重要途径之一。
目前，磷渣的主要用于混凝土掺合料[3-4]、水泥混合材[5-7]、 矿化剂[8]、微晶玻璃[9]、生产白炭黑[10-12]等方面；磷渣具有潜 在的火山灰活性，利用磷渣制备胶凝材料已成为国内外学者的研究 热点；陈霞[13]等人分别采用机械与化学活化的方式对磷渣进行了 活性激发，基于抗压强度比较了硫酸盐与Ca(OH)<sub>2</sub>的化学激发效果， 研究结果表明，机械粉磨与掺入Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>、CaSO<sub>4</sub>、Ca(OH)<sub>2</sub>均能在一 定程度上激发磷渣粉的火山灰活性，Ca(OH)<sub>2</sub>的激发效果要优于 Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>，且Ca(OH)<sub>2</sub>掺量在5％～10％范围内时激发效果最佳；郭成洲 [14]等人以NaOH和Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>为碱激发剂，通过测定磷渣的凝结时间、 化学结合水和水化反应，研究了碱激发剂对磷渣水化过程的影响， 结果表明，两种碱激发剂均能加快磷渣的水化速率，其中NaOH对磷 渣的激发效果明显优于Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>；陈明[15]等人针对磷渣活性激发方 法及机理进行了研究，重点论述了常见的磷渣活性的物理激发方法、 化学激发方法和复合激发方法及激发机理。
针对磷渣基胶凝材料早期强度低、韧性差的问题，一些学者进行 了深入研究；彭艳周[16]等人制备了快
硬早强磷渣基胶凝材料，并 研究了其微观结构，结果表明，掺入10％的普通硅酸盐水泥和15％的 石墨尾矿粉时，可有效提高碱磷渣胶凝材料的早期强度，硅酸钠掺 量为5％时，所制备的快硬早强磷渣基胶凝材料试件的3d抗压强度 27.3MPa，28d抗压强为56.8MPa；张耀君[17]等中国专利申请(公 开号：CN101544484)公开了一种无机铝硅酸盐与有机高分子复合胶 凝材料的制备方法，该方法利用磷渣与苯乙烯/聚丙酸甲酯共聚物乳 液，在激发剂硅酸钠的作用下，生成磷渣无机铝硅酸盐聚合物与有 机高分子复合胶凝材料，其28d的最高抗折强度是无机铝硅酸盐聚 合物的2.08倍；殷志峰[18]等人研究了碱激发磷渣制备道路胶凝材 料的力学性能，研究结果表明水玻璃以Na<sub>2</sub>O计，掺量为6％时，激发 效果最佳，水玻璃的掺量和磷渣的细度比较面积对材料的力学性能 最大。
有关磷渣基胶凝材料的耐酸碱盐腐蚀行为、减缩、防裂、固化金 属离子等性能也有所报道。宋华[19]对碱磷渣胶凝材料的耐久性进 行了研究，利用氢氧化钠和硅酸钠激发磷渣制备碱磷渣胶凝材料， 研究表明，碱磷渣胶凝材料的强度受碱的掺量、磷渣的比表面积等 因素影响，只有当碱的掺量达到一定量时才能较好地激发磷渣的活 性，磷渣的比表面积越大，强度越高，并随着养护时间延长而逐渐 增长，而且具有比硅酸盐水泥更优异的耐硫酸盐侵蚀能力和抗冻性； 贾丽丽[20]等人研究了磷渣、钙质膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂和聚丙 烯纤维对碱磷渣胶凝材料的减缩防裂作用，结果表明，用适量的粉 煤灰代磷渣、添加用硬脂酸铝包覆的钙质膨胀剂都可以一定程度降 低碱磷渣胶凝材料的收
缩，添加聚丙烯纤维可大幅度提高碱磷渣胶 凝材料的抗裂性；罗中秋[21]等人研究了磷渣基胶凝材料材料固化 砷钙渣的机理，以砷含量为7.63％的砷钙渣为研究对象，利用磷渣基 胶凝材料对其进行固化处理，考察了不同养护时间、不同PH值浸取 剂环境下固化体中砷的浸出规律。结果表明：在pH＝4～8范围内， 砷浸出浓度较小；在酸性(pH<4)和碱性(pH>8)条件下砷浸出相对较 大，但均小于5mg/L，随时间的变化，磷渣基地聚物材料不断水化， 并提供游离Ca<sup>2+</sup>、Al<sup>3+</sup>离子，使砷化合物经沉淀反应生成Al-As-O、 Ca-As-O难溶性盐，进而降低砷浸出浓度；
版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。
发表评论