一种高性能新型白水泥的制备方法与流程

1.本发明涉及建筑材料生产技术领域，具体为一种高性能新型白水泥的制备方法。


背景技术：

2.白水泥是重要的建筑装饰装修材料，白水泥的典型特征是拥有较高的白度,色泽明亮,一般用作各种建筑装饰材料,典型的有粉刷、雕塑、地面、水磨石制品等,白水泥还可用于制作白色和彩色混凝土构件,是生产规模最大的装饰水泥品种，目前大多白水泥都是由石灰石和粘土制成，生产的产品强度不高，并且生产成本高。粉煤灰是由燃料(主要是煤)燃烧过程中排出的微小灰粒，其粒径一般在1～100μm之间。其是由燃料燃烧所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物，如燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰。粉煤灰是煤粉进入1300～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的，由于表面张力作用，粉煤灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。粉煤灰的化学组成与燃煤成分、煤粒粒度、锅炉型式、燃烧情况及收集方式等有关。粉煤灰的排放量与燃煤中的灰分直接有关。据我国用煤情况，燃用1吨煤约产生250～300kg粉煤灰，大量粉煤灰如不加控制或处理，会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，其中某些化学物质对生物和人体造成危害。目前，粉煤灰虽然被应用到建筑材料领域，但是受到工艺技术的限制，产品附加值低，消耗量不足，导致产出的粉煤灰不能完全被消化。因此，为了解决上述技术问题，需要研究开发出一种生产工艺简单，产品强度较高，生产成本低廉的以粉煤灰为原材料的白水泥制备方法。


技术实现要素：

3.针对以上技术问题，本发明提供一种生产工艺简单，产品强度较高，生产成本低廉的以粉煤灰为原材料的白水泥制备方法。
4.为解决上述技术问题，本发明所述的一种高性能新型白水泥的制备方法，包括以下步骤：
5.步骤一：粉煤灰预处理：将粉煤灰依次进行磁选筛分、脱色、水洗、烘干、研磨之后形成白度大于75％、细度60目粉煤灰有效固体组分；
6.步骤二：α型半水石膏制备：将天然石膏矿石磨粉至细度60目，之后放入高压罐在饱和水蒸气下蒸炼生成α型半水石膏；
7.步骤三：煅烧石膏制备：将天然石膏矿石磨粉至细度60目，煅烧生成煅烧石膏；
8.步骤四：生石灰预处理：将白度大于75％的生石灰磨粉至60目；
9.步骤五：按质量百分比取18％～25％的粉煤灰有效固体组分，40％的α型半水石膏，25％～30％的煅烧石膏，9％～14％的预处理后的生石灰粉，1％的添加剂，将各组分送入研磨装置，磨粉至细度180～320目即可。
10.进一步，所述步骤一中脱色工艺为：将磁选筛分后白度75％及以下的组分加入浓度为0.2％～1.7％的稀盐酸进行脱色，反应混合物中的固体含量为12％～26％，持续反应2
～6小时，搅拌桨转速65～85转/分钟，脱色结束后运用离心分离装置进行分离，收集固体组分。
11.进一步，将脱色后的所述固体组分加水，控制固体含量在15％～30％，同时加入浓度为0.2％碳酸钠溶液搅拌反应，搅拌桨转速65～85转/分钟，搅拌时间30分钟，中和至ph值为8.5～9，离心分离收集固体组分，用去离子水水洗1～2遍，控制固体分离组分中的水溶性杂质含量不高于120ppm。
12.进一步，将水洗后白度大于75％的所述固体组分放入转炉烘干，烘干后放入雷蒙磨中磨粉至细度60目。
13.进一步，所述步骤二中α型半水石膏制备时，所述饱和水蒸气温度为124℃、压力为0.3～0.45mpa，蒸炼时间2.5～4小时。
14.进一步，所述步骤三中煅烧石膏制备时，煅烧温度450～600℃，煅烧时间1.5小时。
15.进一步，所述步骤五中添加剂包括有机高分子聚合物复合防水剂、有机高分子化合物减水剂、自流平添加剂，所述有机高分子聚合物复合防水剂、有机高分子化合物减水剂、自流平添加剂的质量比为2.8：2.8：1。
16.进一步，所述有机高分子聚合物复合防水剂为聚甲基二氧基硅烷，所述有机高分子化合物减水剂为木质素磺酸盐与萘磺酸盐甲醛聚合物以质量比1:1混合制成，所述自流平添加剂为聚酰胺树脂。
17.进一步，所述步骤一中分离产生的溶液循环使用。
18.本发明与现有技术相比具有以下优点：
19.1.本发明的新型白水泥的制备方法通过利用粉煤灰、α型半水石膏、煅烧石膏、生石灰粉等原材料按照一定比例混合研磨即可，操作简单，生产效率高，生产的白水泥七天抗压强度最高可达到39mpa，产品质量性能得到大幅提升，并且通过使用价格低廉的粉煤灰作为原材料，相较于传统的白水泥生产成本降低了40％～50％，能够带来较高的经济效益。
20.2.本发明的新型白水泥的制备方法能够大大提高粉煤灰的利用率，有效减小粉煤灰给环境带来的压力，生产出环保节能产品，实现循环经济。
21.3.本发明的新型白水泥的制备方法通过加入防水剂、减水剂、自流平添加剂等添加剂，有效增加了白水泥的防水性能，大大提升了产品性能。
22.4.本发明的新型白水泥的制备方法根据情况将生产过程中分离产生的溶液循环使用，不能使用的直接排入污水厂进行处理，有效提高了资源利用率，并防止环境污染。
附图说明
23.图1为本发明白水泥制备工艺流程图。
具体实施方式
24.下面结合附图说明对本发明做进一步说明。
25.实施例1：
26.如图1所示的一种高性能新型白水泥的制备方法在进行白水泥生产时，准备好粉煤灰、石膏矿石、生石灰等生产原材料，具体包括以下步骤：
27.步骤一：粉煤灰预处理：为了除去粉煤灰中不可用的铁等金属杂质，将粉煤灰投入
带有磁选装置的振动筛中，使得粉煤灰中的不同粒径颗粒、不同化学成分的组分分别沉降到不同的沉降收集仓中，将磁选分离出来的黑色颗粒组分直接低价销售即可，白度大于75％的组分研制至细度60目储存备用；为了使粉煤灰原材料白度符合要求，将磁选筛分后白度75％及以下的组分加入浓度为1.7％的稀盐酸进行脱色，反应混合物中的固体含量为26％，持续反应6小时，控制搅拌桨转速85转/分钟，脱色结束后运用离心分离装置进行分离，收集固体组分，为了提高资源利用率，减小环境污染，此过程中分离产生的溶液根据情况循环使用，不能循环使用的送入污水处理厂进行处理；将脱色后的固体组分加水，控制固体含量为30％，同时加入浓度为0.2％碳酸钠溶液搅拌反应，搅拌桨85转/分钟，反应时间30分钟，中和至ph值为9，离心分离收集固体组分，用去离子水水洗2遍，控制固体分离组分中的水溶性杂质含量不高于120ppm，此过程中分离产生的溶液根据情况循环使用，不能循环使用的送入污水处理厂进行处理；将水洗后白度大于75％的固体组分放入转炉烘干，烘干后放入雷蒙磨中磨粉至细度60目存储备用。
28.步骤二：α型半水石膏制备：将天然石膏矿石磨粉至细度60目，之后放入高压罐中，在温度为124℃、压力为0.45mpa饱和水蒸气下蒸炼4小时生成α型半水石膏；
29.步骤三：煅烧石膏制备：将天然石膏矿石磨粉至细度60目，在600℃的温度下煅烧1.5小时生成煅烧石膏；
30.步骤四：生石灰预处理：将白度大于75％的生石灰磨粉至60目；
31.步骤五：按照质量百分比取掺量25％的粉煤灰有效固体组分、掺量40％的α型半水石膏、掺量25％的煅烧石膏、掺量9％的生石灰粉、掺量1％的添加剂，其中：添加剂为有机高分子聚合物复合防水剂、有机高分子化合物减水剂、自流平添加剂以质量比2.8：2.8：1的比例制备，有机高分子聚合物复合防水剂的成分为聚甲基二氧基硅烷，有机高分子化合物减水剂的成分为木质素磺酸盐与萘磺酸盐甲醛聚合物以质量比1:1的比例制备，自流平添加剂为聚酰胺树脂；将各组分按照上述比例送入雷蒙磨中磨粉至细度320目，装袋存储即可。
32.此实施例制备的白水泥在使用过程中初凝时间60
‑
90分钟，24小时抗压强度10.2mpa，7天抗压强度32.5mpa，28天抗压强度32.5mpa，相对于传统的白水泥其生产成本降低了50％，可以作为理想的室内建筑用嵌缝、填充材料。
33.实施例2：
34.如图1所示的一种高性能新型白水泥的制备方法在进行白水泥生产时，与实施例1的不同之处在于：步骤一中脱色时稀盐酸的浓度为0.2％，反应混合物中的固体含量为12％，持续反应2小时，水洗时控制固体含量为15％，中和至ph8.5，去离子水水洗1遍，控制搅拌桨转速65转/分钟；步骤二中α型半水石膏制备时饱和水蒸气压力0.3mpa，蒸炼时间2.5小时；步骤三中煅烧石膏制备时，煅烧温度450℃；步骤五中按照质量百分比取掺量18％的粉煤灰有效固体组分、掺量40％的α型半水石膏、掺量27％的煅烧石膏、掺量14％的生石灰粉、掺量1％的添加剂，将各组分按照上述比例送入雷蒙磨中磨粉至细度180目，装袋存储即可。
35.此实施例制备的白水泥在使用过程中初凝时间75
‑
100分钟，24小时抗压强度11.3mpa，7天抗压强度37mpa，28天抗压强度40mpa，相对于传统的白水泥其生产成本降低了40％，此实施例生产的白水泥强度较高，是一种低成本、高强度的室内外装饰材料。
36.实施例3：
37.如图1所示的一种高性能新型白水泥的制备方法在进行白水泥生产时，与实施例1、2的不同之处在于：步骤一中脱色时稀盐酸的浓度为0.9％，反应混合物中的固体含量为19％，持续反应4小时，水洗时控制固体含量为23％，中和至ph8.7，去离子水水洗2遍，控制搅拌桨转速75转/分钟；步骤二中α型半水石膏制备时饱和水蒸气压力0.38mpa，蒸炼时间3.2小时；步骤三中煅烧石膏制备时，煅烧温度530℃；步骤五中按照质量百分比取掺量20％的粉煤灰有效固体组分、掺量40％的α型半水石膏、掺量30％的煅烧石膏、掺量9％的生石灰粉、掺量1％的添加剂，将各组分按照上述比例送入雷蒙磨中磨粉至细度250目，装袋存储即可。
38.此实施例制备的白水泥在使用过程中初凝时间90
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120分钟，24小时抗压强度12.7mpa，7天抗压强度39mpa，28天抗压强度39mpa，相对于传统的白水泥其生产成本降低了40％，此实施例生产的白水泥适合作为结构、浇筑磨具材料，是理想的浇筑艺术品和工艺品原料，也可以作为装修材料使用。