[發明專利]一種鋼渣高溫改性方法

有效

• 申請號: 201410276645.8
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104016600A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 楊景玲;張梅;盧忠飛;郭敏;張亮亮;黃世爍;劉詩誠;彭犇;郭冉;李晉巖
• 申請（專利權）人: 中冶建筑研究總院有限公司;北京科技大學;中冶節能環保有限責任公司
• 主分類號: C04B7/147
• 分類號: C04B7/147
• 代理公司: 北京瑞思知識產權代理事務所(普通合伙) 11341
• 代理人: 李濤

技術領域

本發明涉及一種鋼渣高溫改性方法，主要涉及一種轉爐鋼渣高溫改性并磁選分離除鐵獲得活性水泥熟料的方法。

背景技術

目前，轉爐鋼渣的大量排放與堆積，已造成嚴重的土地、環境污染，以及資源的浪費。鋼渣中含有膠凝性硅酸鹽礦物硅酸三鈣(C₃S)和硅酸二鈣(C₂S)，因此開辟了鋼渣在水泥、混凝土方面的應用。但鋼渣中硅酸鹽礦物含量很少，且晶粒較大、結構致密，水化和膠凝活性差，因此其活性遠低于水泥熟料，而鋼渣中鐵酸二鈣(C₂F)和RO相的存在使得鋼渣的易磨性變差，游離氧化鈣(f-CaO)會導致鋼渣水泥膨脹、開裂等體積安定性不良的問題。

針對鋼渣體積安定性不良和膠凝活性不足等問題，國內外學者已研究出不少解決方法。一些傳統的后端技術，如旨在提高鋼渣活性的化學激發、物理激發和熱力激發，但由于鋼渣本身硅酸鹽礦物含量不足，激發活性后的鋼渣仍不能滿足水泥強度的要求。最新研究的鋼渣高溫重構改性技術，是將鋼渣與性能調節材料混合高溫重熔，通過重新反應來調節鋼渣的礦物成分，但由此改性的鋼渣最多只能代替30～50％的水泥熟料，且摻加改性鋼渣的水泥強度不如純水泥熟料的強度高?？梢娔壳暗难芯?，仍沒有實現鋼渣活性的顯著提高，及在水泥中的大量應用。

發明內容

本發明提出一種用富硅質材料對鋼渣高溫重構改性后，再進行磁選分離除去含鐵物相，進而獲得高活性易磨水泥熟料的方法。富硅質材料的加入，在固定f-CaO和奪取C₂F中CaO的同時還可生成活性礦物C₂S或C₃S，通過磁選將改性鋼渣中含鐵磁性礦物分離出來。磁選后尾渣中硅酸鹽礦物所占比例進一步提高，且磁選出的磁性物質含鐵量高，可作為煉鐵原料使用。本發明實現了最大限度利用轉爐鋼渣的目的。

本發明是通過以下技術方案實現的：

在實驗室內，將鋼渣與富硅質材料粉磨混合，在高溫煅燒中重新發生反應，使之生成更多的硅酸鹽礦物。之后再將重構改性鋼渣進行破碎、磨細、磁選，將含鐵礦物分離出來，從而可以達到提高鋼渣尾渣體積穩定性和膠凝活性的效果。

發明特點

1.高溫下，利用富硅質材料對鋼渣的化學成分和礦物成分進行調節，提高鋼渣的體積穩定性和膠凝活性，減少了后期鋼渣的處理加工工藝。

2.所添加富硅質材料中的SiO₂，不僅可以固定f-CaO，還可奪取C₂F中的CaO，生成新的含鐵物相和更多的C₂S。同時實現了降低f-CaO和C₂F含量、提高活性礦物硅酸鹽含量的目的。

3.在鋼渣改性后增加磁選工藝，通過磁選選出鋼渣中含鐵物相，將大量鐵分離出，進一步提高改性鋼渣中活性礦物硅酸鹽含量，且磁選出含鐵量高的物質還可用作煉鐵原料使用。

附圖說明

圖1實施例1改性渣的XRD圖譜；

圖2原鋼渣與摻8％SiO₂的改性渣的磁性對比；

圖3(a)磁選尾渣XRD圖譜(b)磁選精渣XRD圖譜；

圖4實施例2改性渣的XRD圖譜；

圖5原鋼渣與摻15％粉煤灰的改性渣的磁性對比；

圖6(a)磁選尾渣XRD圖譜(b)磁選精渣XRD圖譜。

具體實施方式

以下是本發明的實施例：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實驗室實施方式，表1給出了實施例中涉及的鋼渣、粉煤灰的化學組成。

表1鋼渣及粉煤灰的化學成分??wt％

*C/S—CaO與SiO₂質量分數百分比

實施例1

取轉爐鋼渣50g，富硅質材料改性劑為分析純SiO₂，摻量為鋼渣質量的8％。將鋼渣與SiO₂混合均勻后，用MgO坩堝盛裝，再置于硅鉬棒加熱爐中，升溫至1500℃煅燒30min，降溫至1250℃保溫2h結束后，將渣樣取出放入水中急冷。冷卻后的渣樣經球磨成粉，分別進行化學成分和XRD圖譜的測定，結果見表2及圖1。

表2摻8％SiO₂的改性鋼渣的化學成分??wt％