[發明專利]一種提鈦渣石灰穩定碎石材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811492373.X
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109456027B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 彭同江;唐頌;孫紅娟;劉海峰
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 邢偉;熊禮

本發明提供了一種提鈦渣石灰穩定碎石材料及其制備方法。所述材料由結合料、碎石、外加劑和水配置而成，其中，結合料和碎石質量比為20～40：50～70，結合料包括按照質量百分比計的：50～70％提鈦渣，4～16％石灰，15～30％鋼渣微粉，0～20％粉煤灰，碎石包括級配碎石或鋼渣碎石；外加劑質量為所述石灰質量的4～6％，外加劑包括石膏、碳酸鈉、水玻璃、硫酸鈉和甲酸鈣中的一種或多種；水的質量為結合料、碎石和外加劑在干燥狀態下質量總和的4～18％。所述制備方法可采用上述的原料進行制備。本發明的有益效果可包括：原料價格低廉，成本低；可大量包括提鈦渣在內的工業廢渣；施工工藝簡單、方便；材料強度增長快，可縮短工期，降低工程造價。

技術領域

本發明涉及道路材料領域和工業固廢資源化領域，具體地，涉及一種可提高路面基層強度的提鈦渣石灰穩定碎石材料及其制備方法。

背景技術

作為舉世聞名的釩鈦之都，攀枝花地區蘊藏著豐富的釩鈦磁鐵礦資源，其中TiO2儲量高達1.3億噸，占國內已知儲量的90％以上，超過世界已探明儲量的1/3，居國內首位。在攀鋼現行冶煉工藝技術條件下，原礦中50％左右的鈦資源進入到高爐渣中，形成了攀鋼特有的含鈦高爐渣，目前堆存量已達7000多萬t，且每年仍以300多萬t的速度增加，是攀鋼，也是我國特有的二次鈦資源。

為有效利用攀鋼含鈦高爐渣，自2004年起，攀鋼即“高溫碳化-低溫選擇性氯化”工藝對此重點研究推進，并于2009年成功建成中試線。但在回收其中鈦資源的同時，產生了大量含氯尾渣—提鈦渣，由于經過低溫選擇性氯化，渣中含2～7％左右的氯化物，遠遠超過現行行業標準中氯離子含量不高于0.06％(質量份數)的要求，故無法像普通高爐渣那樣直接用于水泥及混凝土，只能堆放處理，堆積如山的提鈦渣，不但占用了大量土地資源，不但占用著寶貴的土地資源，還對周邊環境造成嚴重污染，給企業帶來了巨大的環保壓力，嚴重影響并制約了相關產業發展。

制約提鈦渣資源化利用的關鍵問題是氯離子含量，常用方法為通過洗滌等方式對提鈦渣中氯離子進行了去除處理，例如可通過多級水洗等方式來降低氯離子含量，但通過以上方式一方面增加了處理工藝，而且洗滌廢液也要面臨著處理問題。

在提鈦渣大量堆積、污染環境的同時，國內交通建設事業也迎來了飛速發展，至16年底，國內高速公路通車里程已達13萬公里。以四川省為例，截至2017年底，全省鐵路營業里程近4000公里，公路總里程35萬公里左右。根據四川省交通發展規劃：2018年，已建和在建高速公路里程已達9785km，居西部地區首位。據中國交通網報道：2018年，四川省新改建干線公路1500公里，新改建農村公路1.6萬公里，高速公路新開工里程近1000公里。

交通建設的飛速發展，需要大量的工程材料，而對天然材料的過度開采和利用，嚴重破壞了自然和生態環境，以石灰巖為例，據統計，按照現在的消耗速度，國內優質石灰巖資源的開采年限只有15年。巨大的耗用量，很多地方出現資源短缺，導致工程材料價格逐年上漲，并帶動工程造價持續攀升，形成了破壞環境-價格增長-破壞環境的惡性循環，很大程度上影響了國內工程建設的發展。

國內外研究及應用結果表明：高爐渣是良好的筑路材料，國外如英、美等發達國家，接近一半以上的高爐渣用于道路工程建設，研究結果表明：攀鋼提鈦渣由于經過水淬處理，其中含有大量的非晶態物質，具有高火山灰活性，經過適當的激發劑激發后，具有較高的強度。

國內高等級公路建設中，二灰穩定碎石一度是國內高速公路基層中的典型結構，隨著國家水泥產量增加及粉煤灰價格提高，目前國內道路基層以水泥碎石為主，對粉煤灰為代表工業固廢的消耗越來越少。而隨著環保壓力的增加，一方面水泥價格不斷攀升，另一方面，包括鋼鐵工業固廢在內的大量工業固廢則未能得到很好的利用，如能將其用于道路建設，不但可以消耗掉大量的鋼鐵工業固廢材料，而且還能變廢為寶，有效促進鋼鐵產業的健康發展。

雖然目前國內已有相關人員利用鋼渣等工業廢渣為原料用于道路基層建設，但尚未發現提鈦渣用于道路工程的公開資料。

發明內容