CN114959893A - 烧结法赤泥碳化再利用方法及其产物的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烧结法赤泥碳化再利用方法及其产物的应用。方法包括以下步骤：步骤一，配置镁盐溶液，并对所述镁盐溶液进行加热，得到镁盐热溶液；步骤二，将烧结法赤泥加入至所述镁盐热溶液中，搅拌混合，得到浆液；步骤三，向所述浆液中通入含CO2气体，碳化反应一段时间，将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后，得到产物，所述产物包括碳酸钙晶须。本发明的方法可以实现对烧结法赤泥的高附加值利用，能够高效且低成本的制备高附加值产品碳酸钙晶须，同时能够较好的固化二氧化碳气体。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种烧结法赤泥碳化再利用方法及其产物的应用。
背景技术
合成文石型碳酸钙晶须是一种新型绿色环保材料，性价比高，作为一种优异的增强增韧填充材料已被广泛应用于有机和无机复合材料中，具有广阔的应用前景和很强的市场竞争力。目前，国内外合成碳酸钙晶须较常用的方法是碳化法。但现有这些制备碳酸钙晶须方法中，其制备碳酸钙晶须的原料通常以高钙含量的大理石、方解石、石灰岩及白云石等工业矿石为主。利用高钙含量的固废和生活垃圾等制备碳酸钙晶须，从而实现固废高附加值利用这一研究也引起许多学者的关注。比如一些学者基于氨水对钢渣中的钙组分晶型提取，而后通过调控反应体系的pH值来制备碳酸钙晶须。一些学者以磷石膏为钙源，通过HCl浸取，氨水除杂等工艺精炼后再利用碳化法制备碳酸钙晶须。还有一些学者将电石渣酸化处理后通过复分解法制备碳酸钙晶须。以及一些学者利用传统燃煤发电厂排出的高盐废水电解并碳化粉煤灰制备碳酸钙晶须。这些都是利用高钙含量的固废制备高附加值产品，但是对于这些固废碳化前的工艺处理较为复杂，比如钢渣的粉磨，石膏的酸化除杂。烧结法赤泥是烧结法炼铝工艺排出的液体废物，露天排放堆存，污染地下水体资源和环境，由于其碱含量高和水化活性低，属于固废里较难大量利用的建材，目前只能实现对烧结法赤泥的低附加值利用。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烧结法赤泥碳化再利用方法及其产物的应用，以解决现有技术中只能实现对烧结法赤泥的低附加值利用的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种烧结法赤泥碳化再利用方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一，配置镁盐溶液，并对所述镁盐溶液进行加热，得到镁盐热溶液；
步骤二，将烧结法赤泥加入至所述镁盐热溶液中，搅拌混合，得到浆液；
步骤三，向所述浆液中通入含CO2气体，碳化反应一段时间，将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后，得到产物，所述产物包括碳酸钙晶须。
可选地，步骤一中，所述镁盐溶液的浓度为0.2-0.4mol/L；所述镁盐为氯化镁、硫酸镁和硝酸镁中的至少一种。
可选地，步骤一中，对所述镁盐溶液进行加热至温度为60-80℃。
可选地，步骤二中，所述烧结法赤泥与所述镁盐热溶液的质量比为 1:10-1:20。
可选地，步骤二中，搅拌速度为300-500r/min。
可选地，步骤三中，所述含CO2气体为工业尾气，所述含CO2气体中 CO2的体积浓度为10-100％；所述含CO2气体的通气速率为0.1-0.5L/min/g。
可选地，步骤三中，碳化反应的时间为1-3h。
可选地，步骤三中，所述产物还包括硅铝凝胶。
本发明还提供了一种如上所述的烧结法赤泥碳化再利用方法产生的碳酸钙晶须，所述碳酸钙晶须的长径比为5-6。
本发明还提供了一种如上所述的烧结法赤泥碳化再利用方法所得产物的应用，其特征在于，所述产物应用于制备水泥浆体。
有益效果：
本发明的烧结法赤泥碳化再利用方法，可以实现对烧结法赤泥的高附加值利用，能够高效且低成本的制备高附加值产品碳酸钙晶须，同时能够较好的固化二氧化碳气体。
本发明的方法不需要二氧化碳密封碳化装置，易于连续生产，且碳化效果不依赖于二氧化碳的浓度，可利用不同浓度的二氧化碳工业废气，实现工业废气的资源化利用。
本发明中的烧结法赤泥排放时的液体形态更易于湿法碳化，工业化利用可行性强；
本发明的方法工艺简单，产生的滤液可以循环利用，所得产物碳酸钙晶须具有短纤维特性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明实施例1所得的不同氯化镁浓度下烧结法赤泥的碳化产物的FT-IR图谱；
图2为本发明实施例1所得的不同氯化镁浓度下烧结法赤泥的碳化产物的SEM图，其中，图a表示氯化镁浓度为0.1mol/L，图b表示氯化镁浓度为 0.4mol/L，图c表示氯化镁浓度为0.8mol/L，图d表示氯化镁浓度为1.2mol/L；
图3为本发明实施例2所得的氯化镁浓度0.4mol/L条件下，不同碳化温度下烧结法赤泥的碳化产物的XRD图；
图4为本发明实施例3所得的不同碳化时间下烧结法赤泥的碳化产物的 XRD图；
图5为本发明实施例3所得的不同碳化时间下烧结法赤泥的碳化产物的 SEM图，其中，图a表示碳化时间为10min，图b表示碳化时间为30min，图c表示碳化时间为60min，图d表示碳化时间为120min，图e表示碳化时间为180min，图f表示碳化时间为240min；
图6为本发明实施例4所得的烧结法赤泥的碳化产物的SEM图；
图7为本发明实施例4所得烧结法赤泥的碳化产物用于制备水泥浆体时对水泥浆体强度的影响示意图；
图8为实施例4所得烧结法赤泥的碳化产物掺加量为5％的水泥浆体水化3d的SEM图(图左)和EDS图(图右)；
图9为本发明对比例1所得的不同碳化温度下烧结法赤泥的碳化产物的 SEM图，其中，图a表示碳化温度为20℃，图b表示碳化温度为40℃，图c 表示碳化温度为60℃，图d表示碳化温度为80℃。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
烧结法赤泥的氧化钙含量高，具有较好的碳化活性，基于此，本发明提供了一种烧结法赤泥碳化再利用方法，旨在实现对烧结法赤泥的高附加值利用，能够高效且低成本的制备得到高附加值产品碳酸钙晶须，同时能够较好的固化二氧化碳气体。
本发明实施例中，一种烧结法赤泥碳化再利用方法包括以下步骤：
步骤一，配置镁盐溶液，并对所述镁盐溶液进行加热，得到镁盐热溶液。
本发明具体实施例中，步骤一中，所述镁盐溶液的浓度为0.2-0.4mol/L (比如0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L及任意两个端点值之间的区间值)，采用该浓度范围的镁盐溶液，最终产生的碳酸钙为文石型碳酸钙，若镁盐溶液的浓度小于0.2mol/L，则产生的碳酸钙为方解石型；若镁盐溶液的浓度大于0.4mol/L，则产生的碳酸钙晶须形貌被破坏，晶须表面粗糙，并出现裂缝。
本发明具体实施例中，镁盐为可溶性镁盐，可选为氯化镁、硫酸镁和硝酸镁中的至少一种。优选氯化镁，同等镁钙比条件下，采用硫酸镁和硝酸镁作为控制剂合成的碳酸钙晶须含量较少，氯化镁中的氯离子能够抑制方解石型碳酸钙的生长，促进文石型碳酸钙的生成，因此采用氯化镁可以使得碳酸钙晶须的生成量增多。
本发明具体实施例中，对镁盐溶液进行加热至温度为60-80℃(比如 60℃、65℃、70℃、75℃、80℃及任意两个端点值之间的区间值)。将镁盐溶液进行加热升温至上述范围，有利于产物碳酸钙晶须沿长度方向生长；若温度低于60℃，则不易制备碳酸钙晶须；温度高于80℃时，体系的局部饱和度偏高，会造成产物碳酸钙晶须含量下降。
步骤二，将烧结法赤泥加入至所述镁盐热溶液中，搅拌混合，得到浆液。
本发明具体实施例中，烧结法赤泥与镁盐热溶液的质量比为1:10-1:20 (比如1:10、1:15、1:20及任意两个端点值之间的区间值)。选用上述质量配比，可以保证烧结法赤泥充分溶解在溶液中，且工业排放时的液体形态接近液固比10，利于下一步的碳化工作。若二者质量比大于1:10，则浆液过稠，不利于碳化；若二者质量比小于1:20，则浆液过稀，碳化效率降低。
本发明具体实施例中，搅拌速度为300-500r/min(比如300r/min、 350r/min、400r/min、450r/min、500r/min及任意两个端点值之间的区间值)。选用该搅拌速度范围进行搅拌混合，可以较为快速得到混合均匀的浆液；若搅拌速度小于300r/min，则不能充分溶解分散CO2，导致水溶液中CO2分散不均匀，满足不了碳化效果；若搅拌速度大于500r/min，则会使CO2来不及溶解参与反应而逸出。需要说明的是，为了达到最佳的碳化效果，搅拌速率还应与CO2通气速率和浓度相匹配。即，通气速率较小时，搅拌速率相应小，通气速率较大时，搅拌速率相应增大。通气速率又与工业烟气中的二氧化碳的浓度有关，二氧化碳的浓度越大，所需通气速率越小。
步骤三，向所述浆液中通入含CO2气体，碳化反应一段时间，将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后，得到产物，所述产物包括碳酸钙晶须。
本发明具体实施例中，含CO2气体为工业尾气，含CO2气体中CO2的体积浓度为10-100％(比如10％、20％、30％、50％、70％、100％及任意两个端点之间的区间值)；碳化效果不依赖于二氧化碳的浓度，可利用不同浓度的二氧化碳工业废气，实现工业废气的资源化利用。
本发明具体实施例中，含CO2气体的通气速率为0.1-0.5L/min/g (0.1L/min/g、0.2L/min/g、0.3L/min/g、0.4L/min/g、0.5L/min/g及任意两个端点值之间的区间值)，即每克原料(烧结法赤泥)需要满足的含CO2气体的通气速率，随着烧结法赤泥加入量增加，通气速率数值也相应提高，本发明中的通入含CO2气体的量能够满足碳化反应生成碳酸钙晶须所需，速率过小会造成产物量减少，通入量过大会造成浪费。
本发明具体实施例中，碳化反应的时间为1-3h(比如1h、2h、3h及任意两个端点值之间的区间值)。在该碳化反应时间下，经过碳化反应，浆液中可以大量生成碳酸钙晶须，且晶须表面形貌光滑，长径比为5-6；若碳化时间小于1h，则经过碳化反应，浆液中生成的碳酸钙晶须量较少；若碳化时间大于3h，则经过碳化反应，浆液中生成的碳酸钙晶须量并未增加。
进一步地，所得产物还包括硅铝凝胶，其具有火山灰活性，能与水泥水化产物氢氧化钙反应，生成水化铝酸钙、水化硅酸钙，增加水化产物含量，从而增强水泥浆体的强度。
本发明具体实施例中，步骤三过滤后形成的滤液可以循环利用，将滤液加热至60-80℃后，循环步骤二和步骤三，继续制备碳酸钙晶须，节约生产成本，具有环保、高效、经济的优点。
本发明还提出了一种如上所述的烧结法赤泥碳化再利用方法产生的碳酸钙晶须，所述碳酸钙晶须的长径比为5-6。
本发明还提出了一种如上所述的烧结法赤泥碳化再利用方法所得产物的应用，所得产物应用制备水泥浆体。具体地，所得产物可以替代部分水泥制备水泥浆体，替代量为水泥质量的1-10％，所制备的水泥浆体的水灰比控制在0.5，水泥可选为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种。
下面通过具体实施例对本发明烧结法赤泥碳化再利用方法及其产物的应用进行详细说明。
实施例1
本实施例的烧结法赤泥碳化再利用方法包括以下步骤：
(1)配制浓度分别为0、0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.8mol/L、1.2mol/L的氯化镁溶液，并对其加热升温至80℃，得到氯化镁热溶液；
(2)将烧结法赤泥微粉加入至步骤(1)的氯化镁热溶液，二者之间比为1:10，在搅拌速率为400r/min下搅拌混合后，得到浆液；
(3)向浆液中通入含CO2气体，含CO2气体中CO2的体积浓度为99.9％，含CO2气体的通气速率为0.1L/min/g，碳化反应时间为2h；将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后即得不同氯化镁浓度下烧结法赤泥的碳化产物。
对本实施例所得的不同氯化镁浓度下烧结法赤泥的碳化产物分别进行 FT-IR测试和SEM测试，其测试结果如图1和图2所示，从图1中，可以看出，碳化的烧结法赤泥产物中主要含有C-O基团和Si-O-Si基团，其中1417、 876和712cm-1为方解石型碳酸钙的振动峰，主要存在于烧结法赤泥原料中， 1480和855cm-1为文石型碳酸钙的振动峰；562和1003cm-1为高聚合度硅胶的振动峰。可以看出，随着氯化镁浓度的增加，方解石振动峰消失，文石型碳酸钙生成且振动峰强度先逐渐增大后减弱，当氯化镁浓度为0.4mol/L时，样品中1480cm-1处文石型碳酸钙振动峰面积最大，表明此时文石生成量最多。当氯化镁溶度超过0.4mol/L时，1621cm-1处出现新的振动峰，对应氯化镁物质，表明此时氯化镁含量过高，附着在了晶须产物上，相对应的文石振动峰较弱，表明晶须含量很少。此外，随着氯化镁浓度的增加，Si-O-Si基团振动峰增强，表明烧结法赤泥碳化产物除了晶须外，还含有一定的硅铝凝胶。而高度聚合的硅铝凝胶具有较好的活性，能迅速参与水泥水化反应，增加水化产物含量，从而增强水泥浆体的强度。从图2中可以看出，当氯化镁浓度为0.1mol/L时，碳酸钙晶型还是方解石型，当氯化镁浓度为0.2mol/L时，出现了大量的文石型碳酸钙，棒状文石向四周放射状生长，并松散交叠填充空间，长径比约为5-6。当氯化镁浓度超过0.4mol/L时，即浓度为0.8mol/L和 1.2mol/L时，可以看出，晶须形貌被破坏，尤其是图2(d)中，晶须表面粗糙，并出现裂缝。
实施例2
本实施例的烧结法赤泥碳化再利用方法包括以下步骤：
(1)配制浓度为0.4mol/L的氯化镁溶液，并分别对其加热升温至20℃、 40℃、60℃、80℃，得到氯化镁热溶液；
(2)将烧结法赤泥微粉加入至步骤(1)的氯化镁热溶液，二者之间比为1:10，在搅拌速率为400r/min下搅拌混合后，得到浆液；
(3)向浆液中通入含CO2气体，含CO2气体中CO2的体积浓度为 99.9％，含CO2气体的通气速率为0.1L/min/g，碳化时间为2h，将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后即得不同碳化温度下烧结法赤泥的碳化产物。
对本实施例所得的不同碳化温度下烧结法赤泥的碳化产物做XRD测试，测试结果见图3所示。从图3中可以看出，碳化温度为20℃时，没有文石生成，碳化温度为40℃时，生成文石很少，碳化产物为碳酸镁钙，不能形成晶须；碳化温度为60℃和80℃时，碳化产物出现大量文石。对XRD图谱进行全谱拟合做简单定量分析，结果表明随着温度的增加，文石晶须含量增加，分别为0％、10.8％、52.6％、60.5％。
实施例3
本实施例的烧结法赤泥碳化再利用方法包括以下步骤：
(1)配制浓度分别为0.4mol/L的氯化镁溶液，并对其加热升温至80℃，得到氯化镁热溶液；
(2)将烧结法赤泥微粉加入至步骤(1)的氯化镁热溶液，二者之间比为1:10，在搅拌速率为400r/min下搅拌混合后，得到浆液；
(3)向浆液中通入含CO2气体，含CO2气体中CO2的体积浓度为99.9％，含CO2气体的通气速率为0.1L/min/g，碳化反应时间分别为10min、30min、 60min、120min、180min、240min；将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后即得不同碳化时间下烧结法赤泥的碳化产物。
对本实施例所得的不同碳化时间下烧结法赤泥的碳化产物进行XRD测试和SEM测试，其测试结果如图4和图5所示。对图4中的XRD图谱进行全谱拟合做简单定量分析，可以得出，随着碳化时间的增加，晶体相中，碳酸钙晶须的含量先增加后降低。图5可以看出，随着碳化时间的增加，晶须大量生成，且表面形貌变得光滑，长径比增加，但碳化时间过长时，碳酸钙晶须含量并未增加。总体看，当碳化时间为120min时，碳酸钙晶须含量最多为60.2％，晶须形貌良好，长径比约为6。
实施例4
本实施例的烧结法赤泥碳化再利用方法包括以下步骤：
(1)配制浓度分别为0.4mol/L的氯化镁溶液，并对其加热升温至80℃，得到氯化镁热溶液；
(2)将烧结法赤泥微粉加入至步骤(1)的氯化镁热溶液，二者之间比为1:10，在搅拌速率为400r/min下搅拌混合后，得到浆液；
(3)向浆液中通入含CO2气体，含CO2气体中CO2的体积浓度为99.9％，含CO2气体的通气速率为0.1L/min/g，碳化反应时间为2h；将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后即得烧结法赤泥的碳化产物，碳化产物为含硅铝凝胶的碳酸钙晶须；
(4)将步骤三得到的碳化产物掺入硅酸盐水泥中，替代部分的硅酸盐水泥，替代量分别为水泥质量的0、1％、2％、3％、5％，控制水灰比均为0.5，然后根据比例混合搅拌均匀后制备得到水泥碳化钙晶须混合浆体，采用模具浇注成型，模具规格为40×40×40mm，一天后脱模，之后水养护1天、3 天、7天、28天，得到不同组水泥试块。本实施例所用的水泥为42.5级硅酸盐水泥，其性能指标满足国家标准GB 8076-2008要求。
对本实施例所得烧结法赤泥的碳化产物进行了SEM测试，见图6所示，从图7中可以看出团簇颗粒表面棒状晶须向四周放射状生长，也有部分晶须夹杂交错分布在颗粒之间，团簇颗粒可能是硅铝凝胶。
同时，根据GB50081-2002《普通混凝土力学性能测试方法标准》测试不同组水泥试块的抗压强度，其测试结果如表1和图7所示。从表1和图7可以看出，所得碳化产物的加入增强了各龄期硅酸盐水泥浆体的强度，且当碳化产物的掺量为水泥质量的5％时，相较于空白组，养护28d的抗压强度增加了20.5％，碳化产物的掺量超过5％时，虽然相比于空白组强度提高，但强度增加量呈下降趋势。可能是晶须纤维过多易发生团聚，导致强度下降。当掺量大于水泥质量的10％时，则会影响水泥的流动性，需要添加减水剂，增加了成本且强度并未显著提升。所以碳化产物替代水泥质量为5％时，可以达到最佳效果。
表1不同碳化产物掺量下的水泥不同龄期的抗压强度(MPa)
| 0％ | 1％ | 2％ | 3％ | 5％ | 6％ | 8％ | 10％ | |
| 1d | 9.00 | 9.80 | 10.25 | 11.46 | 11.43 | 11.25 | 10.28 | 9.96 |
| 3d | 15.25 | 16.77 | 19.26 | 18.73 | 20.30 | 18.26 | 17.26 | 16.20 |
| 7d | 22.00 | 23.50 | 25.69 | 23.74 | 27.60 | 25.40 | 23.54 | 22.60 |
| 28d | 31.56 | 31.68 | 32.82 | 36.91 | 38.02 | 35.61 | 34.01 | 32.69 |
进一步地，对本实施例所得烧结法赤泥的碳化产物掺加量为5％的水泥浆体水化氧化3d后的水泥试块进行SEM和EDS测试，其测试结果如图8所示，从图8可以看到存在明显的棒状物质，经EDS测试证明为碳酸钙晶须。同时看出晶须表面被水化产物包裹，且晶须与水泥基体及水泥水化产物连接紧密，起到“粘结和桥梁”作用，这也是水泥试块强度增加的原因。
实施例5
(1)配制浓度分别为0.4mol/L的硫酸镁溶液，并对其加热升温至80℃，得到硫酸镁热溶液；
(2)将烧结法赤泥微粉加入至步骤(1)的硫酸镁热溶液，二者之间比为1:10，在搅拌速率为400r/min下搅拌混合后，得到浆液；
(3)向浆液中通入含CO2气体，含CO2气体中CO2的体积浓度为99.9％，含CO2气体的通气速率为0.1L/min/g，碳化反应时间为2h；将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后即得烧结法赤泥的碳化产物，碳化产物为含硅铝凝胶的碳酸钙晶须；
对本实施例的产物进行XRD测试，晶须的含量约为25.8％。
实施例6
本实施例的烧结法赤泥碳化再利用方法包括以下步骤：
(1)配制浓度分别为0.3mol/L的氯化镁溶液，并对其加热升温至80℃，得到氯化镁热溶液；
(2)将烧结法赤泥微粉加入至步骤(1)的氯化镁热溶液，二者之间比为1:10，在搅拌速率为500r/min下搅拌混合后，得到浆液；
(3)向浆液中通入含CO2气体，含CO2气体中CO2的体积浓度为30％，含CO2气体的通气速率为0.3L/min/g，碳化反应时间为2h；将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后即得烧结法赤泥的碳化产物，碳化产物为含硅铝凝胶的碳酸钙晶须；晶须含量经XRD测试约为58.6％。
实施例7
本实施例的烧结法赤泥碳化再利用方法包括以下步骤：
(1)配制浓度分别为0.2mol/L的硫酸镁溶液，并对其加热升温至60℃，得到硫酸镁热溶液；
(2)将烧结法赤泥微粉加入至步骤(1)的硫酸镁热溶液，二者之间质量比为1:20，在搅拌速率为300r/min下搅拌混合后，得到浆液；
(3)向浆液中通入含CO2气体，含CO2气体中CO2的体积浓度为10％，含CO2气体的通气速率为0.5L/min/g，碳化反应时间为1h；将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后即得烧结法赤泥的碳化产物，碳化产物为含硅铝凝胶的碳酸钙晶须；晶须含量经XRD测试约为10.6％。
实施例8
本实施例的烧结法赤泥碳化再利用方法包括以下步骤：
(1)配制浓度分别为0.2mol/L的硝酸镁溶液，并对其加热升温至75℃，得到硝酸镁热溶液；
(2)将烧结法赤泥微粉加入至步骤(1)的硝酸镁热溶液，二者之间比为1:15，在搅拌速率为300r/min下搅拌混合后，得到浆液；
(3)向浆液中通入含CO2气体，含CO2气体中CO2的体积浓度为50％，含CO2气体的通气速率为0.4L/min/g，碳化反应时间为1h；将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后即得烧结法赤泥的碳化产物，碳化产物为含硅铝凝胶的碳酸钙晶须；晶须含量经XRD测试约为13.4％。
对比例1
本对比例与实施例2的区别在于，在去掉氯化镁的情况下，研究不同碳化温度对碳化产物的影响。本对比例的烧结法赤泥碳化再利用方法包括以下步骤：
(1)将烧结法赤泥微粉与水溶液配制成1：10的浆液，搅拌速度为 400r/min，温度控制在20℃，40℃，60℃，80℃；
(2)将步骤(1)中然后向浆液中通入含CO2气体，含CO2气体中CO2的体积浓度为99.9％，含CO2气体的通气速率为0.1L/min/g，碳化反应时间为2h；
(3)将步骤(2)反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后即得不同碳化温度下烧结法赤泥的碳化产物。
对本实施例所得不同碳化温度烧结法赤泥的碳化产物进行SEM测试，测试结果如图9所示，由图9可以看出，碳化温度对碳化产物的形貌改变不大，碳酸钙主要还是块状的方解石，只有碳化温度为80℃时出现了少量的叠加的条状的产物，可能是碳酸钙晶须。因此可以看出，碳酸钙晶须形成的两个重要条件为碳化温度和晶型控制剂氯化镁。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种烧结法赤泥碳化再利用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一，配置镁盐溶液，并对所述镁盐溶液进行加热，得到镁盐热溶液；
步骤二，将烧结法赤泥加入至所述镁盐热溶液中，搅拌混合，得到浆液；
步骤三，向所述浆液中通入含CO2气体，碳化反应一段时间，将碳化反应结束后的浆液过滤，所得滤渣烘干后，得到产物，所述产物包括碳酸钙晶须。
2.如权利要求1所述的烧结法赤泥碳化再利用方法，其特征在于，步骤一中，所述镁盐溶液的浓度为0.2-0.4mol/L；
所述镁盐为氯化镁、硫酸镁和硝酸镁中的至少一种。
3.如权利要求1所述的烧结法赤泥碳化再利用方法，其特征在于，步骤一中，对所述镁盐溶液进行加热至温度为60-80℃。
4.如权利要求1所述的烧结法赤泥碳化再利用方法，其特征在于，步骤二中，所述烧结法赤泥与所述镁盐热溶液的质量比为1:10-1:20。
5.如权利要求1所述的烧结法赤泥碳化再利用方法，其特征在于，步骤二中，搅拌速度为300-500r/min。
6.如权利要求1所述的烧结法赤泥碳化再利用方法，其特征在于，步骤三中，所述含CO2气体为工业尾气，所述含CO2气体中CO2的体积浓度为10-100％；
所述含CO2气体的通气速率为0.1-0.5L/min/g。
7.如权利要求1所述的烧结法赤泥碳化再利用方法，其特征在于，步骤三中，碳化反应的时间为1-3h。
8.如权利要求1-7中任一项所述的烧结法赤泥碳化再利用方法，其特征在于，步骤三中，所述产物还包括硅铝凝胶。
9.一种如权利要求1-7中任一项所述的烧结法赤泥碳化再利用方法产生的碳酸钙晶须，其特征在于，所述碳酸钙晶须的长径比为5-6。
10.一种如权利要求8所述的烧结法赤泥碳化再利用方法所得产物的应用，其特征在于，所述产物应用于制备水泥浆体。
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2022
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