[發(fā)明專利]一種低成本鋼渣碳化磚的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010759895.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111892340B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀行洋;張蕓寧;鄭正旗;付健健;吳磊;趙浩祥;蘇英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/00
• 分類號(hào): C04B28/00
• 代理公司: 武漢華強(qiáng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42237
• 代理人: 溫珊姍;王冬冬

本發(fā)明提供一種低成本鋼渣碳化磚的制備方法，首先將鋼渣破碎和粉磨，分別得到顆粒粒徑分布在0.1?1mm之間的鋼渣粉A、15?30μm之間的鋼渣粉B，鋼渣粉B加水調(diào)至水料比為0.5?1之間的漿液送至濕磨機(jī)濕磨得到中值粒徑為2?4μm的鋼渣漿體C，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將90?180份再生骨料、10?30份鋼渣粉A、30?60份鋼渣粉B和15?40份鋼渣漿體C攪拌，之后壓制成型并采用10MPa的壓強(qiáng)穩(wěn)壓2min后脫模，最后送入碳化養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)4?6h得到碳化磚。本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、成本低、固碳節(jié)能，制備的碳化磚力學(xué)性能優(yōu)良，無(wú)體積安定性問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低成本鋼渣碳化磚的制備方法。

背景技術(shù)

鋼渣是粗鐵煉鋼時(shí)排放的固體廢棄物，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)能在世界上排名第一，隨之而來(lái)的是大量的鋼渣排放。在中國(guó)，超過(guò)1億噸的鋼渣未能得到有效處理，這些鋼渣露天堆積，不僅暫用土地，而且還會(huì)污染土壤和水體，給人類的健康帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。鋼渣的主要化學(xué)成份是CaO 35-50％、SiO₂ 10-20％、MgO 2-15％、Fe₂O₃ 2-35％、MnO 1-5％、Al₂O₃ 1-4％、P₂O₅ 0.5-4％，主要的礦物成份為硅酸三鈣(C₃S)、β型硅酸二鈣(β-C₂S)，γ型硅酸二鈣(γ-C₂S)、游離氧化鈣(f-CaO)、游離氧化鎂(f-MgO)、FeO-CaO-MgO-MnO固溶體(RO相)、鐵酸鈣(CaO·Fe₂O₃)、鐵酸二鈣(2CaO·Fe₂O₃)、黃長(zhǎng)石(CaO·Al₂O₃·2SiO₂)、氫氧化鈣(Ca(OH)₂)、碳酸鈣(CaCO₃)和少量的單質(zhì)鐵(Fe)。雖然鋼渣的礦物組成和波特蘭水泥熟料類似，有著“劣質(zhì)水泥熟料”的稱號(hào)，但是其水化活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水泥熟料，甚至不具備活性，原因有二，其一是具有水化活性的物質(zhì)含量較少，惰性組分較多；其二是具有水化活性的C₃S、β-C₂S、γ-C₂S、f-CaO、f-MgO經(jīng)過(guò)1500℃以上的高溫熔融過(guò)程，形成的晶體顆粒尺寸粗大而且致密，水化能力極低。此外，鋼渣中的f-CaO和f-MgO會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的體積安定性問(wèn)題，進(jìn)一步限制其在建材中廣泛應(yīng)用。

鋼渣碳化是指采用二氧化碳對(duì)鋼渣進(jìn)行處理以使其具備膠凝特性，同時(shí)解決體積安定性不良的技術(shù)手段。將鋼渣資源化利用的同時(shí)還能固化二氧化碳，可謂一舉兩得。

中國(guó)專利CN 107879704 A公開(kāi)一種復(fù)合鋼渣碳化磚的制備方法，該專利首先將鋼渣、煤油和助磨劑混合球磨后點(diǎn)燃，并冷卻，得燃燒渣，經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程制成磚坯，隨后將磚坯進(jìn)行蒸壓氧化，并用食醋熏蒸，再將熏蒸磚坯轉(zhuǎn)入碳化箱中，才能得到鋼渣碳化磚。該專利采用煤油占鋼渣質(zhì)量的10-25％，雖然這樣的粉磨效率高，能提高鋼渣的活性，但是煤油燃燒產(chǎn)生的CO₂以及鋼渣中碳酸鹽分解產(chǎn)生的CO₂大于鋼渣所能吸收固化的二氧化碳，實(shí)質(zhì)上是不低碳、不節(jié)能的。此外，該專利采用食醋熏蒸的方式促進(jìn)鋼渣中Ca²⁺的溶出，以提高的固化效率。但是食醋的成本較高，用食醋處理鋼渣生產(chǎn)廉價(jià)的磚是不經(jīng)濟(jì)的。

中國(guó)專利CN 109574610 A公開(kāi)一種利用鋼渣高效制備低成本碳化磚的方法。該方法是的原材料主要為45％～100％鋼渣，0％～30％脫硫石膏和0～50％細(xì)骨料，其中的脫硫石膏是煙氣脫硫得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏，是以石膏漿體排放的，而該專利在使用之前需要將其烘干到含水率為0-1％，此處烘干會(huì)消耗大量的能源。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題采用的技術(shù)方案如下：