[發明專利]一種鋼渣基礦物摻合料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201810031251.4
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108178530A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 趙三銀;黎載波;賀圖升;趙旭光
• 申請（專利權）人: 韶關學院
• 主分類號: C04B5/06
• 分類號: C04B5/06;C04B7/147
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種鋼渣基礦物摻合料的制備方法，包括如下步驟：將包括鋼渣和調質改性劑的混合物在惰性氣體氛圍下進行煅燒，得到鋼渣基礦物摻合料；所述調質改性劑為石墨、活性炭、煙煤、無煙煤、褐煤、焦炭和煤矸石中的一種或兩種以上的混合物。將本發明所提供的制備方法得到的鋼渣基礦物摻合料和水泥以質量比為3:7的比例配成膠凝材料，采用GB/T 17671?1999對膠凝材料的膠凝性能進行測試，養護7天時，膠凝活性指數可達97.1％，養護28天時，膠凝活性指數可達108％，說明本發明所提供的制備方法得到的礦物摻合料具有優異的膠凝活性。

技術領域

本發明涉及鋼渣回收利用領域，尤其涉及一種鋼渣基礦物摻合料及其制備方法與應用。

背景技術

鋼渣是煉鋼過程中排出的廢渣，屬于大宗量工業固體廢棄物。鋼渣的排放量一般約為鋼產量的15％～20％。自2008年起，我國的粗鋼年產量已突破5億噸，2016年達到8.08億噸，同年我國鋼渣排放量超過1億噸。大量鋼渣的棄置堆積，既污染了環境又占用了大量的土地，同時造成了資源的浪費。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、鐵鋁酸鈣以及硅、鎂、鐵、錳、磷的氧化物形成的固溶體，還含有少量游離氧化鈣等，其中硅酸鹽礦物具有一定潛在膠凝活性，具有開發作為水泥混合材料或混凝土摻合料的潛在基礎。然而，相對于水泥熟料，鋼渣中膠凝活性礦物總量不足，存在大量膠凝非活性礦物如鐵鋁酸鈣、鈣鎂薔薇輝石，且硅酸鹽礦物形成溫度高，結晶致密，水化速度緩慢，導致膠凝活性整體偏低；另外，鋼渣中游離CaO以及RO相對水泥混凝土體積安定性具有潛在危害。以上缺點嚴重限制了鋼渣作為礦物摻合料在水泥混凝土中的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋼渣基礦物摻合料及其制備方法與應用。本發明所提供的制備方法得到的鋼渣基礦物摻合料具有優異的膠凝活性，可用于水泥混凝土中。

為實現上述目的，本發明提供了一種鋼渣基礦物摻合料的制備方法，包括如下步驟：

將包括鋼渣和調質改性劑的原料混合物在惰性氣體氛圍下進行煅燒，得到鋼渣基礦物摻合料；

所述調質改性劑為石墨、活性炭、煙煤、無煙煤、褐煤、焦炭和煤矸石中的一種或兩種以上的混合物。

優選的，所述調質改性劑為石墨、活性炭、煙煤、無煙煤、褐煤和焦炭中的一種或兩種以上的混合物與煤矸石的復配物。

優選的，所述煤矸石在復配物中的含量為0～5wt.％，不包括含量為0的技術方案。

優選的，所述原料混合物為經壓制得到的塊狀物。

優選的，所述原料混合物中，鋼渣的含量為80～95wt.％，調質改性劑的含量為5～20wt.％。

優選的，所述原料混合物中，鋼渣的含量為85～90wt.％，調質改性劑的含量為10～15wt.％。

優選的，所述煅燒的溫度為1200～1600℃，所述煅燒的時間為0.5～2h。

優選的，所述煅燒后還包括冷卻，所述冷卻在惰性氣體氛圍下進行。

本發明還提供了一種鋼渣基礦物摻合料，由上述技術方案制備得到，所述鋼渣基礦物摻合料包括如下質量含量的化學組分：Fe 9～16.2wt.％，FeO0.02～7wt.％，Fe₂O₃0.02～1.47wt.％，Al₂O₃ 2.5～4wt.％，CaO 45～53wt.％，SiO₂13.5～15.2wt.％和MgO 7.5～9wt.％。

本發明還提供了上述鋼渣基礦物摻合料在膠凝材料中的應用。