[發明專利]一種利用鋼渣尾泥制備碳化建材的方法

在審

• 申請號: 201910055376.5
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109665788A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 邢奕;王雪;李佳潔;張思奇;倪文
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C04B28/08
• 分類號: C04B28/08;B28B1/14;B28B11/24
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種利用鋼渣尾泥制備碳化建材的方法，屬于資源綜合利用技術領域。該方法首先將鋼渣尾泥不烘或烘干至含水率為5％～30％，按照鋼渣尾泥80～100％，石膏0～20％得到混合料，然后外加占以上混合料總質量0％～0.9％的減水劑并攪拌均勻，倒入模具中澆鑄；在混凝土標準養護箱中進行恒溫恒濕養護，成型后拆模并在碳化室中養護，即得到鋼渣碳化建材。本發明克服了鋼渣尾泥綜合利用率低的難題，采用適用于鋼渣尾泥的澆鑄成型方式降低生產成本，吸收工業廢氣中的二氧化碳也可在一定程度上緩解溫室效應，具有一定的經濟效益、環境效益和社會效益。所制備的建材具有優異的早期強度和安定性。

技術領域

本發明涉及資源綜合利用技術領域，特別是指一種利用鋼渣尾泥制備碳化建材的方法。

背景技術

隨著中國鋼鐵產業的迅猛發展，鋼渣的排放量逐年增加。我國鋼渣累積堆存10億t以上，年產出量達到1億t左右，而鋼渣的綜合利用率只有30％左右，絕大多數鋼渣尚未被綜合利用。大量堆存的鋼渣不僅占用土地、浪費資源，污染環境，而且具有嚴重的安全隱患。目前，我國鋼渣的再利用主要有鋼渣提取有價元素，鋼渣制作建筑材料和鋼渣作為充填材料和路基等方面，利用價值和經濟效益遠未得到充分發揮。

鋼渣尾泥是轉爐鋼渣經濕法球磨、磁選處理后的副產品。由于鋼渣呈泥狀，較稠，其活性低于鋼渣微粉，需通過石膏等激發劑進行激發。與鋼渣相比，鋼渣尾泥是一種鋼鐵廠更加難以處理的固體廢棄物。

鋼渣尾泥中的鈣、鎂及二價鐵等的氧化物均可參與碳化反應。鋼渣尾泥中氧化鈣的含量占到35％-55％，鈣主要存在于硅酸二鈣(2CaO.SiO₂)、硅酸三鈣(3CaO.SiO₂)、七鋁酸十二鈣(12CaO.7Al₂O₃)、氫氧化鈣(Ca(OH)₂)以及游離氧化鈣(f-CaO)等物質中，鎂主要存在于鎂的硅氧化物中。含鈣、鎂以及二價鐵的物質一方面與二氧化碳反應生成結構致密的微晶方解石(碳酸鈣)、白云石、鐵白云石和菱鐵礦等，另一方面石膏又可促進鋼渣尾泥的水化反應。兩種作用均可促進所制備產品強度的增長。

鋼渣尾泥碳化可以提高所制備產品的早期強度，解決鋼渣尾泥水化反應慢的問題，極大地提高鋼渣尾泥的利用率，而且可縮短養護周期，與此同時，吸收工業廢氣中的二氧化碳也可在一定程度上緩解溫室效應，具有一定的經濟效益、環境效益和社會效益。

發明專利CN107879704A《一種復合鋼渣碳化磚的制備方法》公開了一種以鋼渣為主要原料制備碳化磚方法。其特征在于：將鋼渣、煤油和助磨劑混合球磨后點燃，并冷卻，得燃燒渣，再將所得燃燒渣粉碎，過篩，得預處理鋼渣粉，再將骨料、預處理鋼渣粉、熟石灰和分散液攪拌混合后，澆筑成型，恒溫恒濕靜置，得磚坯，隨后將磚坯進行蒸壓養護，并用食醋熏蒸，制得熏蒸磚坯，再將熏蒸磚坯轉入碳化箱中，恒溫恒濕碳化，出料，即得復合鋼渣碳化磚。該技術主要用于消納鋼渣，對于利用鋼渣尾泥制備碳化制品的研究未涉及到；而且與壓制成型制備碳化磚相比，澆鑄成型效率低，競爭力不足；此外，還需要食醋、煤油、助磨劑等化學藥劑，不利于節能減排和降低成本；另外工藝流程還規定需要蒸壓養護，也造成了生產條件要求苛刻，基建和維護成本過高。

發明內容

本發明提供一種利用鋼渣尾泥制備碳化建材的方法，旨在解決鋼渣尾泥因水化活性低而難以得到有效利用以及制備成本高、生產效率低等技術難題。(1)通過在鋼渣中摻入石膏以促進鋼渣尾泥快速水化和碳化，實現快速增加制品強度的目的，通過研究發現，石膏在體系中對水化反應和碳化反應均起到催化作用。(2)本發明采用澆鑄成型的制備方法，可發揮鋼渣尾泥本身含水率較高的優勢，縮短工藝流程，提高生產效率。而且與壓制成型的方式相比，為節省壓制成型的耗能，澆鑄成型更適用于制備板材等大型建材。通過以上方法可得到碳化3天抗壓強度達到2.5MPa以上，7天抗壓強度就達到15MPa以上的建材制品。