[發(fā)明專利]燒結(jié)干法脫硫灰改性礦粉及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210068275.X
• 申請(qǐng)日: 2012-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN102584062A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧文飛;陳健;徐兵;康明;劉劍平;唐歐靖;陳忠平;周維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;上海寶田新型建材有限公司
• 主分類號(hào): C04B18/12
• 分類號(hào): C04B18/12
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新材料、環(huán)保節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燒結(jié)干法脫硫灰改性礦粉及其制備方法，為鋼鐵企業(yè)燒結(jié)干法脫硫灰等固體廢棄物的資源化利用提供了一條有效途徑。

背景技術(shù)

國(guó)外燒結(jié)脫硫技術(shù)起步較早，脫硫技術(shù)已經(jīng)非常成熟。日本上個(gè)世紀(jì)70年代就開始進(jìn)行燒結(jié)煙氣的治理，是世界上最早進(jìn)行燒結(jié)煙氣治理的國(guó)家。在20世紀(jì)70年代日本燒結(jié)脫硫工藝以石灰石—石膏法，氨—硫胺法等濕法工藝為代表，80年代以活性炭和氧化鎂法等干法工藝為代表。目前，部分企業(yè)的濕法煙氣脫硫已改造成半干法脫硫，或采用了多種脫硫技術(shù)的組合。

奧地利鋼鐵聯(lián)合公司采用西門子-奧鋼聯(lián)開發(fā)的MEROS工藝，處理煙氣量約90萬m³/h，脫硫率大于90％。

盧森堡的阿賽洛公司的Solac工廠的燒結(jié)機(jī)，采用Alstom的NID工藝。該系統(tǒng)由3套并聯(lián)的NID脫硫除塵裝置組成，脫硫效率60％左右。該工藝特點(diǎn)為吸收劑、再循環(huán)物料和水在反應(yīng)器外混合后注入到煙道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行脫硫。

中國(guó)鋼鐵行業(yè)是僅次于電力行業(yè)的第二大二氧化硫排污行業(yè)，而燒結(jié)工序中產(chǎn)生的二氧化硫又占到鋼鐵行業(yè)二氧化硫排放總量的90％。近年來，我國(guó)在大力推進(jìn)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫。

國(guó)內(nèi)采用燒結(jié)煙氣循環(huán)流化床干法脫硫工藝的代表是寶鋼股份，由龍凈環(huán)保承攬的2套LJS型燒結(jié)煙氣循環(huán)流化床干法脫硫裝置已在寶鋼梅鋼分公司和寶鋼本部煉鐵廠順利投運(yùn)，脫硫效率達(dá)到90％以上，第3套套LJS型燒結(jié)煙氣循環(huán)流化床干法脫硫裝置也將于2011年底投運(yùn)。石家莊鋼鐵公司對(duì)3號(hào)燒結(jié)機(jī)和4號(hào)燒結(jié)機(jī)采用了密相干塔法進(jìn)行脫硫。太鋼的450m²和600m²兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)上應(yīng)用活性炭吸附法脫硫脫銷工藝，每年將可減排二氧化硫1.24萬噸。武漢鋼鐵公司和鞍山鋼鐵公司采用NID法進(jìn)行燒結(jié)干法脫硫。

根據(jù)《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃要求和《鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫?qū)ｍ?xiàng)規(guī)劃》，到“十二五”末我國(guó)燒結(jié)煙氣將全部實(shí)現(xiàn)脫硫，隨之產(chǎn)生的大量燒結(jié)脫硫副產(chǎn)物，特別是干法脫硫產(chǎn)生的脫硫灰副產(chǎn)物含有大量的亞硫酸鈣，由于缺乏利用技術(shù)面臨著處置利用的難題。

在歐美國(guó)家，已經(jīng)開展多年的干法脫硫副產(chǎn)物的綜合利用研究，很多技術(shù)已經(jīng)得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，主要用于礦井回填、土地復(fù)墾、道路路基建設(shè)等方面。如美國(guó)俄亥俄州已經(jīng)利用干法脫硫副產(chǎn)物為路基材料，建設(shè)了多條不同等級(jí)的高速公路。

在國(guó)內(nèi)燒結(jié)干法脫硫灰的利用研究工作則還剛起步，燒結(jié)干法脫硫灰基本上采取填埋或堆置方式處理。

為了避免在解決大氣污染的同時(shí)由于脫硫副產(chǎn)物得不到有效處置利用而引發(fā)新的二次污染，迫切需要研究開發(fā)燒結(jié)干法脫硫灰的利用技術(shù)途徑。

本發(fā)明通過對(duì)燒結(jié)干法脫硫灰的分析，發(fā)現(xiàn)燒結(jié)干法脫硫灰含有25％-65％的CaSO₃、30％-45％的CaCO₃，細(xì)度比表達(dá)到400m²/kg以上，具有硫酸鹽礦物激發(fā)作用。在膠砂對(duì)比試驗(yàn)微觀分析中發(fā)現(xiàn)，在合適的摻量下，相比水泥-S95礦粉膠砂，水泥-燒結(jié)干法脫硫灰改性礦粉水化早期的CSH含量迅速增加，同時(shí)出現(xiàn)了獨(dú)特的片狀水化亞硫鋁酸鈣產(chǎn)物，與針狀鈣礬石交織交錯(cuò)，其中夾雜著六方型水化硅酸鈣，隨著齡期增長(zhǎng)，交織更加致密。在水化機(jī)理上，燒結(jié)干法脫硫灰具有明顯的早強(qiáng)促進(jìn)作用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中提及的問題，本發(fā)明提出一種旨在充分利用燒結(jié)干法脫硫灰來改善礦粉性能，提高礦粉活性的改性礦粉，并提出一種制備該礦粉的方法，以制備出滿足GB/T?18046-2008《用于水泥和混凝土的粒化高爐礦渣粉》的S95級(jí)礦粉以上的混凝土摻合料。

本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

燒結(jié)干法脫硫灰改性礦粉，7天活性指數(shù)大于80％，28天活性指數(shù)大于100％，比表面積≥400m²/kg，三氧化硫含量≤4.0％，氯離子含量≤0.06％，燒失量≤3.0％，流動(dòng)度比≥100％，其原料及其組成為：高爐礦渣粉95wt％-99wt％，燒結(jié)干法脫硫灰1wt％-5wt％。

本發(fā)明所述燒結(jié)干法脫硫灰改性礦粉的制備方法為：

將高爐礦渣和燒結(jié)脫硫灰按照設(shè)定比例混合后按照制備礦渣微粉的工藝粉磨、選粉，制得燒結(jié)干法脫硫灰改性礦粉；

或，將高爐礦渣粉和燒結(jié)脫硫灰按照設(shè)定比例混合均勻，制得燒結(jié)干法脫硫灰改性礦粉。

所述高爐礦渣指標(biāo)符合GB/T?203-2008《用于水泥中的粒化高爐礦渣》要求，并且其質(zhì)量系數(shù)≥1.7，水分≤1.0％；