一種活化鋼粉的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種活化鋼粉的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：預(yù)處理：將鋼渣、脫硫石膏和木鈣按比例加入水中混合，攪拌3～5min，形成流動性漿料，將混合后的漿料在30～40℃條件下干燥，時間為12～24小時；鋼渣活化：將預(yù)處理后的鋼渣與電爐還原渣和保塑增稠淀粉混合，加熱至850～900℃，保溫5～6小時；鋼粉研磨：活化后的鋼粉冷卻至室溫，放入高能球磨機球磨，以球料比為5～5.5∶1球磨5～6小時，至鋼粉細(xì)度達到比表面積480～500m2/kg，得到成品。本發(fā)明對鋼渣進行預(yù)處理，從鋼渣的源頭進行控制，鋼渣的活性提高，克服后期由于鋼渣成分波動而引起的活性差異大的缺點，推進了鋼渣的大規(guī)模應(yīng)用。
【專利說明】一種活化鋼粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)固廢資源化利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種活化鋼粉的制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鋼渣是鋼鐵工業(yè)大量排放的固體廢棄物，鋼渣主要是金屬爐料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蝕的爐襯料和補爐材料、金屬爐料帶入的雜質(zhì)和為調(diào)整鋼渣性質(zhì)而特意加入的造渣材料，如石灰石、白云石、鐵礦石、硅石等。鋼渣的主要礦物組成為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵酸二鈣、R0(R代表鎂、鐵、錳的氧化物，即FeO、MgO、MnO形成的固熔體)、游離石灰(fCaO)等。若不妥當(dāng)處理和綜合利用，貝U會占用耕地、破壞環(huán)境并造成污染，影響鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，也給國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展帶來了巨大的壓力和負(fù)擔(dān)。
[0003]世界各國的冶金工業(yè)，每生產(chǎn)I噸粗鋼都會排放約130KG的鋼渣，全世界每年排放鋼洛量約I~1.5億噸。我國國內(nèi)積存鋼洛已有I億噸以上,且每年仍以數(shù)千萬噸的排渣量遞增，我國鋼渣的利用率較低，約為10%。若不處理和綜合利用，鋼渣會占用越來越多的土地、污染環(huán)境、造成資源的浪費，影響鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此有必要對鋼渣進行減量化、資源化和高價值綜合利用研究。
[0004]就改善鋼渣的物化和凝膠性能，國內(nèi)外眾多學(xué)者開展了大量工作，鋼渣活化是迄今為止的主流性研究工作,主要為:
機械力活化，通過研磨，鋼渣顆粒變小，比表面積增大，粉末能量中的一部分轉(zhuǎn)化為新生顆粒的內(nèi)能和表面能，同時顆粒表面形成易溶于水的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，因而鋼渣活性提高。但是鋼渣磨性差，粉磨能耗高，而且通過此方法其凝膠活性的提高也有限。
[0005]壓蒸養(yǎng)護，通過壓蒸養(yǎng)護，可以促進硅酸鹽礦物、鎂橄欖石、黃長石等惰性或活性礦物發(fā)生水解反應(yīng)。`
[0006]化學(xué)激發(fā)，通過化學(xué)作用加速鋼渣的水硬化。
[0007]以上活化措施均建立在利用鋼渣中所含有效或潛在凝膠組分的基礎(chǔ)上，但由于剛在在活性方面的先天不足，性能改善的空間不大，而且每種方法也都存在一定的局限性，也不具備普適性，對鋼渣在水泥、混凝土行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用意義不大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種活化鋼粉的制備方法，該方法處理得到的鋼渣的活性提高52%以上。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種活化鋼粉的制備方法，其創(chuàng)新點在于:包括如下步驟:
(1)預(yù)處理:將鋼渣、脫硫石膏和木鈣按比例加入水中混合，攪拌3~5min，形成流動性漿料，將混合后的漿料在30~40°C條件下干燥，時間為12~24小時；
(2)鋼渣活化:將預(yù)處理后的鋼渣與電爐還原渣和保塑增稠淀粉混合，加熱至850~900°C，保溫5~6小時；
(3)鋼粉研磨:活化后的鋼粉冷卻至室溫，放入高能球磨機球磨，以球料比為5~5.5:1球磨5~6小時，至鋼粉細(xì)度達到比表面積480~500m2/kg，得到成品。
[0010]進一步的，所述步驟(1)中鋼渣、脫硫石膏、木鈣的質(zhì)量百分比為:30~40%:40~60%: 10 ~30%ο
[0011]進一步的，所述步驟(1)中脫硫石膏的化學(xué)成分的重量百分比為:CaO 35.92%、MgO 1.47%、Fe2O3 0.05%、Al2O3 0.88%、SiO2 6.83%、SO3 46.09%、雜質(zhì) 8.75%。
[0012]進一步的，所述步驟(1)中鋼渣的化學(xué)成分的重量百分比為:CaO 38.91%, MgO
6.61%、Fe2O3 15.11%、Al2O3 1.57%、SiO2 13.32%、雜質(zhì) 1.2%。
[0013]進一步的，所述步驟(2)中鋼渣75~85份、電爐還原渣20~30、保塑增稠淀粉2~3份。
[0014]進一步的，所述步驟(2)中電爐渣的主要化學(xué)成分的重量百分比為SiO2 22.7%、FeO 1.7%, Al2O3 5.6%、CaO 61.7%, MgO 8.3%。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明對鋼渣進行預(yù)處理，從鋼渣的源頭進行控制，鋼渣的活性提高，克服后期由于鋼渣成分波動而引起的活性差異大的缺點，推進了鋼渣的大規(guī)模應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明`的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。
[0017]本發(fā)明采用的各種原輔料的化學(xué)成分如下:
脫硫石膏的化學(xué)成分的重量百分比為=CaO 35.92%、MgO 1.47%、Fe2O3 0.05%、Al2O3
0.88%、SiO2 6.83%、SO3 46.09%、雜質(zhì) 8.75%。
[0018]鋼渣的化學(xué)成分的重量百分比為:CaO38.91%、MgO 6.61%、Fe2O3 15.11%、Al2O3
1.57%、SiO2 13.32%、雜質(zhì) 1.2%。
[0019]電爐渣的主要化學(xué)成分的重量百分比為SiO2 22.7%、FeO 1.7%、Al2O3 5.6%、CaO61.7%, MgO 8.3%ο
[0020]實施例1
(1)預(yù)處理:將85份鋼渣、25份脫硫石膏和2份木鈣加入水中混合，攪拌5min，形成流動性漿料，將混合后的漿料在40°C條件下干燥，時間為24小時；
(2)鋼渣活化:將預(yù)處理后的鋼渣與電爐還原渣和保塑增稠淀粉混合，加熱至875°C，保溫5.5小時；
(3)鋼粉研磨:活化后的鋼粉冷卻至室溫，放入高能球磨機球磨，以球料比為5.5:1球磨6小時，至鋼粉細(xì)度達到比表面積480m2/kg，得到成品。
[0021]所述步驟(1)中鋼渣、脫硫石膏、木鈣的質(zhì)量百分比為:35%:55%:15%。
[0022]取活化鋼渣微粉225克、P042.5水泥225克、水225克、標(biāo)準(zhǔn)砂1350克，制成40x40x160mm試件，檢測其活性指數(shù):三天抗折強度為3.5MPa、抗壓強度為16.6MPa，二十八天抗折強度6.4MPa、抗壓強度為38.6MPa。
[0023]實施例2
(I)預(yù)處理:將75份鋼渣、20份脫硫石膏和2份木鈣加入水中混合，攪拌3min，形成流動性漿料，將混合后的漿料在30°C條件下干燥，時間為14小時；
(2)鋼渣活化:將預(yù)處理后的鋼渣與電爐還原渣和保塑增稠淀粉混合，加熱至850°C，保溫5小時，鋼渣、脫硫石膏、木鈣的質(zhì)量百分比為:30%:40%: 30% ；
(3)鋼粉研磨:活化后的鋼粉冷卻至室溫，放入高能球磨機球磨，以球料比為5:1球磨6小時，至鋼粉細(xì)度達到比表面積498m2/kg，得到成品。
[0024]取活化鋼渣微粉225克、P042.5水泥225克、水225克、標(biāo)準(zhǔn)砂1350克，制成40x40x160mm試件，檢測其活性指數(shù):三天抗折強度為3.8MPa、抗壓強度為16.9MPa，二十八天抗折強度6.5MPa、抗壓強度為38.7MPa。
[0025]實施例3
(1)預(yù)處理:將80份鋼渣、25份脫硫石膏和3份木鈣加入水中混合，攪拌4min，形成流動性漿料，將混合后的漿料在35°C條件下干燥，時間為19小時；
(2)鋼渣活化:將預(yù)處理后的鋼渣與電爐還原渣和保塑增稠淀粉混合，加熱至900°C，保溫6小時，鋼渣、脫硫石膏、木鈣的質(zhì)量百分比為:40%:50%: 10% ；
(3)鋼粉研磨:活化后的鋼粉冷卻至室溫，放入高能球磨機球磨，以球料比為5.2:1球磨6小時，至鋼粉細(xì)度達到比表面積483m2/kg，得到成品。
[0026]取活化鋼渣微粉225克、P042.5水泥225克、水225克、標(biāo)準(zhǔn)砂1350克，制成40x40x160mm試件，檢測其活性指數(shù):三天抗折強度為3.6MPa、抗壓強度為16.8MPa，二十八天抗折強度6.4MPa、抗壓強度為38.6MPa。
[0027]對比例
鋼渣加熱至900°C，保溫6小時，冷卻至室溫，放入高能球磨機球磨，以球料比為5.2:1球磨6小時，至鋼粉細(xì)度達到比表面積430m2/kg，得到成品。
[0028]取活化鋼渣微粉225克、P042.5水泥225克、水225克、標(biāo)準(zhǔn)砂1350克，制成40x40x160mm試件，檢測其活性指數(shù):三天抗折強度為1.7MPa、抗壓強度為9.6MPa，二十八天抗折強度5.7MPa、抗壓強度為31.2MPa。
[0029]鋼渣粉體的活性指數(shù)如下:
【權(quán)利要求】
1.一種活化鋼粉的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)預(yù)處理:將鋼渣、脫硫石膏和木鈣按比例加入水中混合，攪拌3~5min，形成流動性漿料，將混合后的漿料在30~40°C條件下干燥，時間為12~24小時； (2)鋼渣活化:將預(yù)處理后的鋼渣與電爐還原渣和保塑增稠淀粉混合，加熱至850~900°C，保溫5~6小時； (3)鋼粉研磨:活化后的鋼粉冷卻至室溫，放入高能球磨機球磨，以球料比為5~5.5:1球磨5~6小時，至鋼粉細(xì)度達到比表面積480~500m2/kg，得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活化鋼粉的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中鋼渣、脫硫石膏、木鈣的質(zhì)量百分比為:30~40%:40~60%: 10~30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活化鋼粉的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中脫硫石膏的化學(xué)成分的重量百分比為:CaO 35.92%,MgO 1.47%,Fe203 0.05%,Al2O3 0.88%,SiO2.6.83%、SO3 46.09%、雜質(zhì) 8.75%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活化鋼粉的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中鋼渣的化學(xué)成分的重量百分比為:CaO 38.91%、MgO 6.61%、Fe2O3 15.11%、Al2O3 1.57%、SiO2.13.32%、雜質(zhì) 1.2%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活化鋼粉的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中鋼渣75~85份、電爐還原渣20~30、保塑增稠淀粉2~3份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活化鋼粉的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中電爐渣的主要化學(xué)成分的重量百分比為SiO2 22.7%, FeO 1.7%, Al2O3 5.6%、CaO 61.7%, MgO.8.3%。
【文檔編號】C04B18/14GK103864327SQ201410124910
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】楊亮 申請人:江蘇融達新材料股份有限公司