镁冶炼渣的处理研究进展和展望 (3)
金属冶炼废渣处理与综合利用技术
03
CATALOGUE金属冶ຫໍສະໝຸດ 废渣综合利用技术有价金属回收
回收有价金属
金属冶炼废渣中通常含有一定量的有价金属，如铁、锌、铜等，可 以通过选矿、化学浸出等技术进行回收，实现资源的再利用。
提取稀有金属
金属冶炼废渣中可能含有稀有金属，如钴、镍、钒等，这些金属具 有较高的经济价值，通过特定的提取技术可实现回收利用。
定化。
热处理技术
02
通过高温焚烧或热解等方法，将废渣中的有害物质分解或转化
成无害物质。
湿式氧化技术
03
在高压和高温条件下，利用氧气或空气将废渣中的有害物质氧
化成无害物质。
化学处理技术
酸碱中和法
通过添加酸或碱，将废渣中的有害物质转化成无害物 质。
沉淀法
通过添加沉淀剂，使废渣中的有害物质转化为沉淀物 ，然后分离出来。
还原法
通过添加还原剂，将废渣中的有害物质还原成低毒或 无毒物质。
生物处理技术
生物浸出法
利用微生物的代谢作用，将废渣中的重金属离子转化为可溶性的 离子，然后提取出来。
生物吸附法
利用微生物的吸附作用，将废渣中的重金属离子吸附在微生物表 面，然后分离出来。
生物转化法
利用微生物的转化作用，将废渣中的有害物质转化为无害物质或 低毒物质。
利用先进技术将废渣转化为有价值的资源，如建 筑材料、土壤改良剂等，实现废渣的资源化利用 。
环保处理技术
采用环保处理技术，减少废渣处理过程中的环境 污染，降低能耗，实现绿色可持续发展。
市场发展前景
市场需求增长
随着金属冶炼行业的不断发展，对金属冶炼废渣 处理与综合利用的需求将不断增长。
技术创新推动
技术创新将推动金属冶炼废渣处理与综合利用行 业的发展，提高市场竞争力。
金属镁生产新工艺研究现状与进展
金属镁生产新工艺研究现状与进展摘要：我国镁矿资源丰富，金属镁是一种应用广泛的有色金属，这种金属结构的质量较轻，同时随着社会的发展和科学技术的不断进步，这种金属的适用范围完全社会阶层正在逐步扩大。
特别是当这种金属与其他金属制品结合使用时，所得到的轻金属材料不仅硬度高、性能稳定，而且质量更轻。
这种镁合金已被用于汽车、计算机、通讯、航空航天等许多高端行业，并获得了良好的使用口碑。
关键词：金属镁生产；新工艺；现状；进展引言分析了我国金属镁冶炼行业的现状及特点，对我国炼镁企业的环保技术现状进行了概括。
指出我国金属镁冶炼行业存在产能过剩严重、生产过程高污染高耗能、行业排放标准不尽合理、行业环境管理水平低等问题。
为推进我国金属镁冶炼行业绿色转型发展，建议出台行业环境管理指导意见、开展电解法炼镁关键环保技术研究、尽快启动行业污染排放标准修订、加强无组织排放管控和固体废物处置力度。
1镁与镁合金的性质镁元素在地球上的储量丰富，除地表外，海洋中含量也非常高，开发镁资源，替代其它枯竭资源可实现资源开发的持续性。
1.1镁的物理性质与化学性质镁的密度为1.74g/m³，是铝的¾铁和锌的¼。
原子序数12，密集六方晶有三个自然同位素。
镁与氧的亲和度与镁的性状及外部温度紧密相关。
熔体镁与粉状镁在空气中易爆，镁条在850℃时就可直接燃烧。
高温下的镁可分解生成二氧化硫和MgC2。
卤盐、硫化物、多种氮化物及碳酸氢钠都对镁有侵蚀作用，镁可以将许多卤化物和氧化物还原。
1.2镁合金变形与断裂机理镁合金的变形机理是以位错滑移和晶界滑动蠕变的方式进行的。
蠕变变形及应力水平变化随变形方式改变。
晶界滑动蠕变在室温及正常应力下的变形可忽略，在超过120℃时，晶界原子扩散产生滑动促进蠕变发生。
位错滑移是蠕变变形的一种方式。
位错可以连续产生变形，如果滑移面上的位错挤压，会影响滑移变形。
扩散蠕变是在金属熔点附近低应力背景下产生的。
金属冶炼废渣的资源化综合利用
政策法规限制
相关政策法规不完善，对废渣 处理和资源化利用的监管力度
不够。
公众认知
公众对金属冶炼废渣的危害认 识不足，环保意识有待提高。
技术发展与展望
新技术研发
加大科研投入，开发高 效、环保的金属冶炼废
渣资源化利用技术。
联合处理
探索与其他废弃物的联 合处理方法，提高处理
效率。
循环经济
推动循环经济发展，实 现废渣的减量化、资源
锌渣作为填料使用
锌渣经过破碎、研磨等处 理后，可作为填料用于橡 胶、塑料等行业，提高产 品的性能。
04
金属冶炼废渣资源化利 用的挑战与前景
当前面临的挑战
01
02
03
04
技术瓶颈
当前金属冶炼废渣资源化利用 技术尚不成熟，缺乏高效、环
保的处理方法。
成本问题
废渣处理成本高，企业缺乏足 够的经济动力进行资源化利用
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钢渣路基材料
钢渣经过破碎、研磨等处 理后，可作为路基材料的 填充物，提高路面的承载 能力和稳定性。
钢渣磁选回收
通过磁选技术，从钢渣中 回收铁磁性物质，实现资 源的再利用。
铜渣的综合利用
铜渣提取有价金属
铜渣中含有铜、铁、锌等有价金属， 通过选矿和冶炼技术，可提取出这些 有价金属。
铜渣制备微晶玻璃
铜渣作为混凝土掺合料
组成
废渣主要由金属氧化物、硫化物 、氯化物等组成，还含有未反应 的原料和添加剂。
废渣的危害与处理现状
危害
废渣中含有重金属离子和有害物质， 如不妥善处理，会对环境造成严重污 染。
处理现状
目前常见的处理方法包括填埋、堆放 和简单的回收利用，但这些方法存在 资源利用率低、环境污染等问题。
镁粉生产工艺现状分析报告
镁粉生产工艺现状分析报告引言镁粉是一种重要的金属材料，具有很广泛的应用领域，包括机械工业、航空航天、冶金等。
在中国，镁粉的生产工艺经历了不断的发展和改进，以提高生产效率和产品质量。
本报告将对镁粉生产工艺的现状进行分析。
1. 镁粉生产工艺概述镁粉的生产工艺主要包括镁合金熔炼、冷却、破碎、粉碎、筛分等步骤。
首先，将金属镁及其合金材料加热至熔化温度，然后进行冷却，将熔化的镁合金冷却成固态。
接着，利用破碎和粉碎设备将固态的镁合金打碎和粉碎成颗粒状。
最后，通过筛分设备将粉碎后的颗粒进行筛分，以得到所需的镁粉产品。
2. 镁粉生产工艺现状分析2.1 镁合金熔炼镁合金熔炼是镁粉生产的关键步骤之一。
传统的熔炼工艺采用电阻炉或电弧炉作为熔炼设备，但存在能耗高、熔炼温度不易控制等问题。
目前，一些企业引进了先进的电炉设备，如感应加热炉和氧气燃烧炉，来提高熔炼效率和产品质量。
2.2 冷却冷却是将熔化的镁合金冷却成固态的重要步骤。
传统的冷却方法主要是自然冷却，但速度较慢且不易控制。
为了提高生产效率，一些企业采用水冷却或气体冷却等技术，可以显著缩短冷却时间，并有利于控制产品质量。
2.3 破碎和粉碎破碎和粉碎是将固态的镁合金打碎和粉碎成颗粒状的关键步骤。
目前，常用的破碎设备有锤式破碎机、颚式破碎机等，而粉碎设备则有球磨机和高速粉碎机等。
然而，这些设备在使用过程中存在能耗高、易损件消耗快等问题。
2.4 筛分筛分是将粉碎后的颗粒按照不同粒度进行分类的步骤。
传统的筛分方法主要是采用机械筛分机，但限于筛孔尺寸和筛孔形状的限制，无法满足精细筛分的需求。
一些企业开始使用先进的震动筛和气流筛等设备，以提高筛分效率和产品质量。
3. 问题与挑战虽然镁粉生产工艺在不断的发展和改进，但仍存在一些问题和挑战。
首先，传统工艺中的能耗较高，需要引入节能环保的技术手段。
其次，粉碎设备的易损件寿命较短，需要采用新型材料和结构设计来延长使用寿命。
此外，筛分精度和效率的提高也是一个亟待解决的问题。
一种镁渣综合利用的方法
一种镁渣综合利用的方法引言镁渣是产生镁合金和镁产品过程中的副产物，由于其高度含有镁元素和其他有用矿物质，具有潜力进行综合利用。
本文将介绍一种镁渣综合利用的方法，该方法包括镁渣的处理、资源回收和再利用，以实现镁渣的最大化利用和环境保护。
镁渣的处理镁渣处理是综合利用过程的第一步，主要包括破碎、粉碎和分级。
首先，将镁渣经过破碎设备进行初步破碎，将颗粒尺寸控制在10mm以下。
然后，通过粉碎工艺将镁渣进一步细化，细度控制在100目以下。
最后，通过分级设备对粉末进行分级，得到不同粒度范围的镁渣粉末。
资源回收一种镁渣综合利用的重要方面是资源回收。
镁渣中含有丰富的镁元素，可以通过提取和回收的方法，将镁元素重新利用。
首先，采用浸出法将镁渣中的镁溶解出来，然后通过沉淀、离心和过滤等工艺步骤，得到镁的溶液。
接下来，利用电解、蒸发结晶等技术，从溶液中提取纯度较高的镁金属或镁合金。
除了镁元素，镁渣中还含有其他有用矿物质，如硅、钙、铁等。
这些矿物质也可通过化学分离和物理分离等方法进行回收。
例如，利用酸法将镁渣中的硅溶解出来，然后通过沉淀、过滤等步骤得到硅的溶液。
再通过浓缩、结晶等操作，得到高纯度的硅产品。
再利用回收的镁元素和其他矿物质可以用于不同领域的再利用。
首先，镁元素可以用于制造镁合金。
镁合金具有优异的物理和化学性能，广泛应用于航空、汽车、军工等领域。
其次，回收的硅和其他矿物质可以用于制造建筑材料、陶瓷、玻璃等产品。
此外，镁渣还可以用作工业废料进行处理，如用作固化剂、填料等。
通过固化处理，镁渣可以转化为稳定的无害固体，降低对环境的污染风险。
同时，镁渣具有良好的吸附能力，可用于水处理、废气处理等领域，达到环境净化的效果。
结论上述所介绍的一种镁渣综合利用的方法，通过镁渣的处理、资源回收和再利用，实现了镁渣的最大化利用和环境保护。
该方法可以提高资源利用率、减少环境污染，具有重要的经济和环境意义。
然而，仍需要进一步的研究和开发，以更好地实现镁渣的综合利用。
我国镁厂废渣的再利用现状
但 目前镁行 业存在 的主要 问题 首先是 劳动 生产
率低 ， 目前我 国金属镁行业的劳动生产率普遍在２ Ｏ 吨， 人． 年， 较之西方 国家的４ ０ 吨， 人． 年有较大差距。 其次是镁还原渣的利用问题 ， 我 国硅热法炼镁每生 产Ｉ ｔ 镁将会产生大概５ ． ５ ｔ 的还原废渣 【 ２ ． ３ １ ， 也就是说 ，
冶炼方 面的科研 和实践经验 ， 对近年 来镁还原渣的综合利 用给 予 了总结。
关 键 词 ：硅 热 法 ；皮 江 法 ；镁 渣 ；度 渣 利 用
１ 前 言
镁 的工业 生产方法 可 以分 为 电解 法 和热还 原法
【 ”
，
２ 镁 还 原 渣 的 利 用现 状
２ ． １利 用镁渣 研制 新型 墙体 材料
表 ２山西 某 镁 厂 镁 渣 的化 学 成 分 检 验 单
成 Ｃａ ｏ Ｓｉ ｏ２ Ｍｇ Ｏ Ｆｅ ２ ０３ Ａｌ ２ ｏ３
质 姑 分数 ， ％ ５ ４ ２ ３ ２ ． Ｏ ８ ５ ． ８ ６
３ ． ５ ２
Ｉ ． ７ ８
・
３ ４・
铝
镁
通
讯
２ ０ １ ３ 年№３
该工艺过程生产的墙体材料密度小 、强度高 、 耐久性好 ，其各项指标均能达到有关 的技术标准 ，
并 且 其生 产 工艺 简 单 ， 成 本低 廉 ， 产 品性 能优 良 ， 有 较为 广 阔 的市场 前景 。 目前 国 内有 临江 东风 金 属镁 厂 、 神木 兴杨镁 厂 和 山西美 锦镁 厂 使用 镁渣 生 产 免烧砖 ， 产 品质量 符 合 国家标 准 ，销 路 良好 ，不仅 节约 了成 本 ，还实现 了废 物利 用 。
皮江炼镁工业废渣综合利用现状与展望
1987 年起，皮江炼镁在我国开始工业化生产。
由于皮江炼镁工艺产品成本低、设备投入少，因此，
皮江炼镁企业在我国得到迅速发展。但皮江法也是
能源与自然资源密集型生产工艺，每生产 1 t 成品
镁，将会排出 6.5～8.0 t 的废镁渣[1]。目前，大部分冶
炼厂将镁渣倾倒在荒地或者填埋山洼，大量堆积的
废弃镁渣，不仅浪费了宝贵的土地资源，也给环境带
利用镁渣的自身膨胀来抵消水泥基胶凝材料的 自身收缩行为，不仅使得镁渣能得以利用，同时还能 改善胶凝材料的自收缩危害。
肖力光[8]配制了镁渣胶凝材料，并探讨了镁渣 掺量、物料粉磨工艺、辅助激发剂复掺对镁渣胶凝材 料强度的影响。研究表明：当镁渣与矿渣掺量相等 时，镁渣胶凝材料有较好的强度；“先混后磨”工艺所 制备的镁渣胶凝材料强度更高；复掺水玻璃、硫酸 钠、石膏三种辅助激发剂后，镁渣胶凝材料强度性能 达到 32.5 强度等级复合水泥标准要求。 3.4 新型墙体材料
来了巨大的负面影响。因此，镁渣资源化既是保护环
境的迫切需求，也是创造经济价值的一条途径，镁渣
的合理利用关系到镁产业能否实现可持续发展的战
略目标。因此，本文综述了皮江炼镁工业废渣的生
成、特性，以及Leabharlann 前资源化利用研究现状，并对其未来进行了展望，为皮江炼镁工业废渣综合利用提供
必要的依据和参考。
1 镁渣的成分
45.5
32.6
6.81
3.64
2.78
由表 1 可知，炼镁得到的还原渣中主要成分为 硅酸二钙 β-2CaO·SiO（2 s）[2]。在还原罐内 1 473 K 的 条件时，硅酸二钙以 β-2CaO·SiO2 形式存在；还原结
收稿日期：2019-09-26 基金项目：山西省国际科技合作项目（201408001-2） 第一作者简介：郭丽娜（1972—），女，毕业于太原理工大学，博 士，讲师，现从事冶金新技术及基础理论研究。
金属冶炼中的冶金废渣处理
带来了可观的经济效益。
国际先进冶金废渣处理案例
处理方式
国际上一些先进的冶金废渣处理企业采用先进的物理和化学方法对冶金废渣进行处理，如 高温熔融技术、酸浸技术、湿法冶金技术等，同时结合废渣的特性和成分进行针对性的处 理。
处理效果
这些先进的技术能够将冶金废渣中的有价金属元素高效提取出来，同时大幅度减少废渣的 体积，减轻了废渣对环境的压力。
某有色金属冶炼企业冶金废渣处理案例
01
处理方式
该有色金属冶炼企业采用湿法冶金技术和高温焚烧技术对冶金废渣进行
处理，将废渣中的有价金属元素提取出来，同时减少废渣的体积。
02
处理效果
经过处理后，冶金废渣中的有价金属元素得到了有效的回收，同时废渣
的体积减少了70%，减轻了废渣对环境的压力。
03
经济效益
该处理方式提高了企业的资源利用率，降低了生产成本，同时也为企业
特性
物理特性
环境影响
冶金废渣的物理特性包括粒度、密度 、硬度等，这些特性决定了废渣的处 理方式和利用价值。
冶金废渣如果不经过妥善处理，会对 环境造成严重污染，如土壤、水源和 大气等。
化学特性
废渣的化学成分是决定其利用价值和 处理方式的重要因素，不同成分的废 渣需要采用不同的处理技术和方法。
分类
按来源分类
ERA
对环境的影响
减少污染
冶金废渣如不妥善处理，会对环 境造成严重污染，包括水体、土 壤和空气。有效的废渣处理能减 少这些污染物的排放，保护环境
。
降低生态破坏
废渣中可能含有有毒物质，长期 积累会对生态系统造成破坏。通 过废渣处理，可以降低这种生态
破坏的风险。
防止土地占用
未经处理的冶金废渣可能会大量 占用土地，影响土地资源的合理 利用。通过废渣处理，可以减少 土地占用，提高土地利用效率。
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湖南化工职业技术学院毕业论文题目:镁冶炼渣的处理研究进展和展望院系名称:应用化学系专业班级:工业分析与检验学生姓名: 何坤学号:201101011133指导老师:曹慧君2013年 11 月 11 日摘要近年来，我国镁冶炼行业快速发展，随着原镁和镁合金年产量的逐年增高，排放出来的镁渣也越来越多，如何有效合理地处理、开发利用镁渣，达到节约能源、节约资源、变废为宝和变害为利的目的，是当前迫切需要解决的问题。
本论文对近年来我国有关镁渣的研究应用情况进行全面的总结。
如：利用镁渣制作新型墙体材料、利用金属镁渣制作矿化剂、利用镁渣生产建筑水泥、利用镁渣做脱硫剂、利用金属镁渣和粉煤灰为主要原料生产加气混凝土、镁渣应用于混凝土膨胀剂、利用镁渣研制环保陶瓷滤料、镁渣作为路用才料、利用镁渣改善沥青粘结性等。
关键词：镁渣；回收利用；资源节约；能源Title：Research progress and Prospect of treatment of magnesium smelting slagAbstractIn recent years, the rapid development of China's magnesium smelting industry, along with the increase of the original magnesium and magnesium alloy production, emission of magnesium slag is also growing, processing, how to effectively and reasonably development and utilization of magnesium slag, energy and resource saving, waste to treasure and change for good purposes, is the urgent need to resolve the problem. In recent years, research and application of China's magnesium slag are summarized comprehensively. Such as: Production of new wall material using magnesium slag, Making use of metal magnesium slag as mineralizer, The production of magnesium slag cement, As the sorbent utilization of magnesium slag,As the main raw material for the production of aerated concrete, magnesium slag used in concrete expansive agent, using magnesium slag to produce environmental ceramic filter using metal magnesium slag and fly ash,Magnesium slag as road material, asphalt adhesion utilization of magnesium slag.Key words Magnesium slag; recycling; energy resources;目录1 引言 (5)2镁渣的生成及特性 (6)2.1镁渣的生成 (6)2.2镁渣的特性 (6)3 镁渣再利用的研究应用现状及存在问题 (9)3.1利用镁渣制作新型墙体材料 (9)3.2利用金属镁渣制作矿化剂 (9)3.3利用镁渣生产建筑水泥 (9)3.4利用镁渣做脱硫剂 (10)3.5利用金属镁渣和粉煤灰为主要原料生产加气混凝土 (10)3.6镁渣应用于混凝土膨胀剂 (11)3.7利用镁渣研制环保陶瓷滤料 (11)3.8镁渣作为路用材料 (12)3.9利用镁渣改善沥青粘结性 (12)4 镁渣在国内的研究状况 (13)4.1国内对镁渣的研究 (13)4.2镁渣做水泥混合材的研究 (13)4.3镁渣配料做硅酸盐水泥熟料的研究 (13)4.4镁渣作为墙体材料的研究 (13)4.5国外镁渣的研究情况 (14)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)1 引言随着金属材料消耗急剧上升，地球表壳的资源日趋贫化，很多传统金属矿产趋于枯竭，加速开发镁金属材料是社会可持续发展的重要措施之一。
由于金属镁密度小，能与铝铜锌等金属构成高强度合金；镁合金密度轻、导热导电性好、具有良好的阻尼减震和电磁屏蔽功能，而且易于加工成型和废料回收。
镁和镁合金正成为现代汽车、电子、通信等行业的首选材料，被誉为“21世纪的绿色工程材料”[1]。
随着世界金属镁消费需求的逐年增长，一些国家和地区甚至将金属镁作为战略物资加以储备的形势下，由于环境和成本问题导致国外大量原镁生产企业关闭，这对全球镁生产格局产生了很大的变化。
据中国有色金属协会镁业分会统计，截止2007年底，世界原镁产量77.43万t，中国的产量为65.93万t，2009年受国际金融危机冲击的影响，是中国镁行业经济运行状况最为困难的一年，其原镁产量为50.18万t。
然而，金属镁产业在我国高速发展的同时，也带来了一系列的环境问题。
在我国生产金属镁时排出的工业废渣，很多镁厂都是作为废物丢掉，尤其是一些规模较小的生产企业。
随着镁渣的大量排放堆积，不但占用了大量的土地资源，而且镁渣随着雨水的冲淋汇入江河湖泊对农作物和周围环境造成了极大的影响，严重危及到人类的身体健康及农作物的生长。
每生产1t金属镁大约排出8～10t左右的镁渣，以2009年我国原镁产量50.18万t为例，共生产工业镁渣500万的吨左右，相当于两个日产8000t水泥厂一年水泥的产量。
我国镁产业普遍存在生产规模小、高污染、高能耗、技术装备水平低及技术创新能力低等特点，如何充分利用镁渣成为制约我国镁产业发展的的一大主题。
由于能源、资源、环境保护三方面的迫切需要，工业废渣再利用的研究成为可持续发展的战略目标之一[2]，也是业内专家学者的研究热点之一。
目前对镁渣再利用的研究主要集中在利用镁渣配料烧制水泥熟料和作为水泥活性混合材使用。
但镁渣是一种具有潜在活性的工业废渣，掺入生料中煅烧水泥熟料并不能高效地利用，二次煅烧实属能源浪费[3]；镁渣当作混合材使用并不能象矿渣那样规模化、产业化利用，而且在量和质上都无法和矿渣相比较。
本文对如何合理利用镁渣的优势，使其变废为宝进行了较系统的研究，提出了多途径、零排放和可操作性强的利用方案，为镁渣的再利用提供了技术保障。
2 镁渣的生成及特性2.1 镁渣的生成镁渣是金属镁厂在炼镁过程中排放的固体废弃物。
生产金属镁的工艺大致如下[4]：将白云石（MgCO3·CaCO3）在回转窑中锻烧（煅烧温度为1150～1250℃），然后经研磨成粉后与硅铁粉（含硅75%）和萤石粉（含氟化钙95%）混合、制球（制球压力9.8～29.4MPa，送入耐热钢还原罐内，在还原炉中以1190～1210℃的温度及1.33～10Pa真空条件下还原制取粗镁，再经过熔剂精炼、铸锭、表面处理，即得到金属镁锭，剩余的残渣即为镁渣。
主要反应方程式为：MgCO3·CaCO3→MgO+CaO+CO2↑MgO+CaO+Si（Fe）→CaO·SiO2+Mg从上面反应方程式可以看出，镁渣的主要成分是CaO，SiO2，此外还有未还原的MgO等。
由于各镁厂生产条件及工艺差别，镁渣的成分并不是固定的，而是有一个波动范围。
镁渣成分波动的范围：CaO为40%～50%；SiO2为20%～30%；A12O3为2%～5%：MgO为6%～10%；Fe2O3约9%[2]。
而硅酸盐水泥熟料组成的范围：CaO为62%～68%；SiO2为20%～24%；A12O3为4%～7%；MgO<5%；Fe2O3为2.5%～6.5%。
2.2 镁渣的特性2.2.1 镁渣的胶凝特性渣的成分与硅酸盐水泥熟料组成的范围：CaO为62%～68%；SiO220%～24%；A12O3为4%～7%；MgO<5%；Fe2O3为2.5%～6.5%较相似。
肖力光[2]等认为镁渣完全可以作为胶凝材料使用。
水泥熟料矿物的水化活性，决定于其结构的不稳定性，这种结构的不稳定性，或者是由于它是介稳的高温型结构；或者是由于在矿物中形成了有限的固溶体；或者是由于微量元素的掺杂使晶格排列的规律性受到某种程度的影响；或者上述几种原因兼而有之。
由于上述原因，使结晶结构的有序度降低，因而使其稳定性降低，水化反应能力增大。
水泥熟料矿物具有水化活性的的另一个结构特征，是在晶体结构中存在着活性阳离子。
结构中存在活性阳离子的原因或是由于不规则的配位和配位数的降低，或者是由于结构的变形，或者是由于它们在结构中电场分布的不均匀性，或者是上述原因兼而有之。
因此阳离子处于活性状态，即价键不饱和状态[5]。
镁渣是生产金属镁时排出的工业废渣，废渣产生后经过了急速冷却的过程，所以，镁渣内矿物是属于介稳的高温型结构，结构中存在活性的阳离子，所以镁渣本身具有很高的水化活性，可最后生成水化硅酸钙凝胶。
镁渣的水化反应如下：CaO+H2O→Ca（OH）2Ca（OH）2+CO2→CaCO3+H2OxCa（OH）2+SiO2+mH2O→xCaO·SiO2·nH2O碱胶凝材料在其水化过程及形成胶凝性的硬化体，是原料中铝硅酸盐玻璃体中高聚合度的A1-O-Si，Si-O-Si，A1-O-A1等共价键受OH-离子作用而断裂，产生了聚合度较小的离子团或是单离子团，在一定的pH值条件下，它们又将聚合成与原料的铝硅酸盐结构不同的新结构产物，碱胶凝材料具有胶凝性和固化性，并有特殊性能。
水泥石结构大体是由未水化的水泥颗粒、水泥水化产物和孔隙三部分组成。
水泥石结构中各组分是以分子键结合，这使得水泥石的各项性能受到了相应的影响，如抗冻性、抗裂性、抗渗性等。
若能改变水泥石中各成分之间的结合形式，则能大大改善水泥石各项性能，如在水泥石中加入有机材料，制成有机无机复合材料，国内外已有诸多学者在这方面进行了相应的研究.再者就是寻求一种新的无机材料，在内部结构上能够与水泥有所不同，弥补水泥石在组成结构上的不足。
碱胶凝材料就是一种能够很好弥补水泥石在结构组成上不足的材料。
杨南如[6]等人的研究可知，水泥石三组成中对性能起作用的主要是水化物，而水化物恰恰是凝胶体和晶体所组成，只是后者是多种晶体，结构多样化。