[發明專利]利用轉爐鋼渣余熱協同固廢制備鐵鋁系高活性材料的方法

有效

• 申請號: 201810203985.6
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108424015B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 李召峰;李術才;張健;林春金;齊延海
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B7/32
• 分類號: C04B7/32;C04B7/24;C04B7/147
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了利用轉爐鋼渣余熱協同固廢制備鐵鋁系高活性材料的方法，包括步驟如下：1)將赤泥、煤矸石和校正材料烘干、粉磨；2)將設定比例的赤泥、煤矸石和校正材料混合，并在鋼渣出爐前將混合物顆粒與熔融態鋼渣混合均勻，得混合料，使混合料中CaO質量占35?49％，SiO₂占10?25％，Fe₂O₃占15?30％，Al₂O₃占10?25％，且堿度系數Cm為0.9?1.1，Si/Al為2?3，Al/Fe為2.5?3；3)將步驟2)中獲得的混合料高溫煅燒設定時間；4)將步驟3)煅燒后的熟料粉磨，即得鐵鋁系高活性材料。將不同工業固廢與熔融鋼渣混合，利用熔融鋼渣的余熱使不同工業固廢在高溫下發生化學反應，生成硫鋁系高活性材料，制備工藝能耗低，產品性能優異，大量消化固廢，綠色環保。

技術領域

本發明涉及工業固廢資源化利用及土木工程材料制備領域，具體為利用轉爐鋼渣的余熱，多種類型固廢協同制備鐵鋁系高活性材料的方法。

背景技術

鋼渣作為煉鋼時的廢渣，一般為粗鋼產量的15-20％。近年來，隨著我國鋼鐵工業的快速發展，鋼渣的堆積量逐年增長，堆積的鋼渣不僅占用大量土地,也造成了嚴重的環境污染。轉爐鋼渣的礦物組成主要為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵酸鈣、氧化鐵等，因此鋼渣在用作水泥混合材等方面具備良好的利用潛力。但是，鋼渣存在膠凝活性低、晶粒粗大、結構致密等問題，嚴重制約了鋼渣作為膠凝材料的利用率。此外，轉爐鋼渣工藝中溫度高達1600℃，大量熱量的散失也是一種資源浪費。

赤泥、煤矸石等是目前冶金行業大量堆積的廢渣，廢渣堆存占用了大量土地，對地下水、土壤造成嚴重污染。因此，實現廢渣多渠道、大規模的資源化利用已迫在眉睫。

國內外相關學者在利用鋼渣余熱及利用固廢制備鐵鋁酸鹽水泥材料方面開展了部分研究工作。但利用鋼渣余熱煅燒固廢，制備鐵鋁酸鹽水泥類材料方面尚無專利報道。專利CN 101555531 A、CN 104673965 A與CN 102796833 A中都公開利用轉爐鋼渣余熱在線重構鋼渣的工藝，均是通過鋼渣余熱，并加入輔助調節材料提高鋼渣的膠凝活性，但該方法僅提高了鋼渣的活性，沒有形成最終產品；

專利CN 102515590 A公開了一種赤泥直接漿液配料生產硫鋁酸鹽水泥的工藝，通過赤泥與脫硫石膏等固廢協同互補利用，制備了高性能的硫鋁酸鹽水泥；專利CN101439938 A公開了一種利用赤泥制備鐵鋁酸鹽水泥的方法；專利CN1432544 A公開了一種利用脫硫石膏、尾礦粉代替優質石膏即鐵粉，制備鐵鋁酸鹽水泥的方法，但上述三篇專利均需采用回轉窯進行高溫煅燒，浪費大量能源，制備成本高。

發明內容

針對上述現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是提供一種利用轉爐鋼渣余熱協同固廢制備鐵鋁系高活性材料的方法。將不同工業固廢與熔融鋼渣混合，利用熔融鋼渣的余熱使不同工業固廢在高溫下發生化學反應，生成鐵鋁系高活性材料，制備工藝能耗低，產品性能優異，大量消化固廢，綠色環保。

為了解決以上問題，本發明的技術方案為：

一種利用轉爐鋼渣余熱協同固廢制備鐵鋁系高活性材料的方法，包括步驟如下：

1)將赤泥、煤矸石和校正材料烘干、粉磨；

2)將設定比例的赤泥、煤矸石和校正材料混合，并在鋼渣出爐前將混合物顆粒與熔融態鋼渣混合均勻，得混合料，使混合料中CaO質量占35-49％，SiO₂占10-25％，Fe₂O₃占15-30％，Al₂O₃占10-25％，且堿度系數Cm為0.9-1.1，Si/Al為2-3，Al/Fe為2.5-3；

3)將步驟2)中獲得的混合料高溫煅燒設定時間；

4)將步驟3)煅燒后的熟料粉磨，即得鐵鋁系高活性材料。