一種用于提鈦尾渣的固化劑以及提鈦尾渣的固化方法與流程

文檔序號：11427853閱讀：354來源：國知局

本發(fā)明涉及環(huán)保領域，具體而言，涉及一種用于提鈦尾渣的固化劑以及提鈦尾渣的固化方法。

背景技術：

提鈦尾渣是含鈦高爐渣經(jīng)過高溫碳化-低溫氯化提鈦后剩余的殘渣，如果按每年處理100萬噸高爐渣計算，可以產(chǎn)生接近100萬噸的提鈦尾渣。

提鈦尾渣的主要物相是輝石、長石類玻璃體物質(zhì)，并含有氯、錳等有害元素。如果將其直接堆存處理而不做處理的話，提鈦尾渣中的有害元素會滲出，對周圍環(huán)境造成影響。目前，關于提鈦尾渣無害化治理和綜合利用的文獻及專利很少，相關的治理手段非常匱乏。急需開發(fā)一種新的高效的處理方法，來對提鈦尾渣進行處理。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于提鈦尾渣的固化劑，其能夠高效便捷地與提鈦尾渣反應形成固結(jié)體，該固結(jié)體具有強度高，有害元素滲出低的特點。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種提鈦尾渣的固化方法，其工藝簡單，操作方便，無需復雜的設備，通過簡單步驟即可高效地將提鈦尾渣固化，得到高強度的固結(jié)體，適合推廣應用到工業(yè)生產(chǎn)中。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種用于提鈦尾渣的固化劑，按重量份數(shù)計，包括：激發(fā)劑5～30份，增強劑5～30份，防水劑0.5～1份；其中，激發(fā)劑的主要成分為活性氧化鈣，增強劑的主要成分為硫酸鈣。

一種提鈦尾渣的固化方法，其包括：

將上述用于提鈦尾渣的固化劑與提鈦尾渣、水混合，攪拌得到混合漿體；將混合漿體靜置固化。

本發(fā)明實施例的有益效果是：

本發(fā)明提供了一種用于提鈦尾渣的固化劑，包括：激發(fā)劑5～30份，增強劑5～30份，防水劑0.5～1份。其中，激發(fā)劑的主要成分為活性氧化鈣，增強劑的主要成分為硫酸鈣。該固化劑中的氧化鈣、硫酸鈣可以和提鈦尾渣中的玻璃體反應，高效地生成固結(jié)體。同時，防水劑在固結(jié)體表面形成疏水保護層，能有效防止有害元素滲出。該固化劑的配比合理，得到的固結(jié)體具有強度高，有害元素滲出低的特點。

本發(fā)明還提供一種提鈦尾渣的固化方法，其工藝簡單，操作方便，無需復雜的設備，通過簡單的混合靜置即可高效地將提鈦尾渣固化，得到高強度的固結(jié)體，適合作業(yè)現(xiàn)場的即配即用，適宜推廣應用到工業(yè)生產(chǎn)中。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實施例的一種用于提鈦尾渣的固化劑以及提鈦尾渣的固化方法進行具體說明。

本發(fā)明實施例提供了一種用于提鈦尾渣的固化劑，按重量份數(shù)計，包括：激發(fā)劑5～30份，增強劑5～30份，防水劑0.5～2份。其中，激發(fā)劑的主要成分為活性氧化鈣，增強劑的主要成分為硫酸鈣。

提鈦尾渣是含鈦高爐渣經(jīng)過高溫碳化、低溫氯化提鈦后剩余的殘渣，其主要物相是輝石、長石類玻璃體物質(zhì)。所以，提鈦尾渣本身的特性決定了提鈦殘渣具有較好的火山灰活性。也即，其中的硅化合物和鋁化合物等玻璃體，可以與氫氧化鈣反應，生成硅酸鈣等凝膠，進而發(fā)生固化。

激發(fā)劑為含有活性氧化鈣的物質(zhì)，這些激發(fā)劑在與水進行混合后，會產(chǎn)生堿性的氫氧化鈣，從而激發(fā)提鈦殘渣進行反應，并發(fā)生固化。優(yōu)選地，激發(fā)劑包括煉鋼白灰、生石灰除塵灰和鋼渣中的至少一種。這些物質(zhì)中均含有大量的氧化鈣，且這些物質(zhì)均為工業(yè)生產(chǎn)中的常見固體殘渣，本身也需要花費大量的人力物力進行清除。將這些物質(zhì)作為激發(fā)劑可以實現(xiàn)廢棄資源的再利用，達到以廢治廢的目的。

優(yōu)選地，激發(fā)劑中氧化鈣的含量大于75wt％。發(fā)明人經(jīng)過創(chuàng)造性勞動發(fā)現(xiàn)，當激發(fā)劑中的氧化鈣含量達到75wt％后，能夠達到較佳的激發(fā)效果，提高固化效率，并使得到的固結(jié)體強度更好。

增強劑為含有硫酸鈣的物質(zhì)，硫酸鈣在與水混合后，吸水生成硫酸鈣水合物，并放出大量的熱，使硫酸鈣水合物互相連接成塊狀固體，增加固結(jié)體的強度。優(yōu)選地，增強劑包括鈦石膏、脫硫石膏、磷石膏、氟石膏和蘇打石膏中的至少一種。這些物質(zhì)以硫酸鈣為主要成分，同時，這些物質(zhì)均為工業(yè)生產(chǎn)中的常見固體殘渣，將這些物質(zhì)作為增強劑，同樣可以起到廢棄資源再利用的目的。

優(yōu)選地，增強劑中硫酸鈣的含量大于80wt％。發(fā)明人經(jīng)過創(chuàng)造性勞動發(fā)現(xiàn)，當激發(fā)劑中的硫酸鈣的含量達到80wt％后，固化的效率較高，固化效果較好，得到的固結(jié)體強度較強。

進一步地，防水劑為有機硅防水劑。有機硅防水劑中的主要成分聚硅氧烷類物質(zhì)，其在固結(jié)體的表面定向排列，將疏水基團-烷基朝外，而硅朝內(nèi)與固結(jié)體內(nèi)的氧化物成鍵，從而在固結(jié)體表面形成穩(wěn)定的疏水層，使外層的水難以進入到固結(jié)體內(nèi)，以增加固結(jié)體的穩(wěn)定性。同時，固結(jié)體內(nèi)的有害元素在難以接觸到水的情況下，滲出的幾率更低，造成污染的幾率更小。

固化劑的粒度為200～300目。為了控制固化劑中各組分配比的精確性，通常需要將各組分分別進行研磨并過200～300目篩，再將過篩后得到的粉體進行混合。提鈦殘渣的粒度范圍通常在80～400目，將固化劑制作成與其粒度相近的粉體，有利于二者的均勻混合，使得到的固結(jié)體，各處固結(jié)更為均勻，各組分結(jié)合更為緊密，固結(jié)體的強度更高。

本發(fā)明還提供了一種提鈦尾渣的固化方法，其包括：

s1.將上述用于提鈦尾渣的固化劑與提鈦尾渣、水混合，攪拌得到混合漿體。

其中，固化劑的質(zhì)量為提鈦尾渣的10～50％，水的用量為固化劑和提鈦尾渣總質(zhì)量的25～35％。發(fā)明人經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動發(fā)現(xiàn)，在該比例范圍內(nèi)進行的固化過程，各組分的搭配較佳，固化效率高，固化的質(zhì)量好，得到的固結(jié)體能夠擁有較高的強度。

本發(fā)明還提供了一種提鈦尾渣的固化方法，還包括：

s2.將混合漿體靜置固化。

混合漿體靜置固化的條件為：室溫下靜置48～72h。發(fā)明人經(jīng)過創(chuàng)造性勞動發(fā)現(xiàn)，將混合漿體靜置48h后，混合漿體即可很好的完成固結(jié)，固結(jié)體的抗壓強度達到4.5mpa，同時，隨著時間的推移，固結(jié)體的抗壓強度還能進一步增加，最終達到20mpa以上。同時，經(jīng)過浸出實驗，發(fā)現(xiàn)氯的浸出率低于1％，其它有害元素浸出率控制在標準要求范圍內(nèi)，固結(jié)效果良好。

從實際生產(chǎn)過程來看，目前，提鈦尾渣粉狀堆存，堆存成本約25元/噸。在采用本發(fā)明實施例所提供一種提鈦尾渣的固化方法進行固結(jié)堆存后，成本可以控制在40元/噸以下，雖然成本略有提高，但是能顯著降低環(huán)保風險，環(huán)境效益和社會效益顯著。

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的特征和性能作進一步的詳細描述。

實施例1

本實施例提供了一種用于提鈦尾渣的固化劑，按重量份數(shù)計，其包括：生石灰除塵灰10份，脫硫石膏10份，有機硅防水劑1份。