一种电炉渣基矿物掺合料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种电炉渣基矿物掺合料及其制备方法，包括如下步骤：将电炉渣、钢渣、煤渣和石灰质材料的混合物进行煅烧，得到电炉渣基矿物掺合料。本发明专利技术以钢渣、煤渣和石灰质材料为改性剂，通过煅烧对电炉渣进行改性，煤渣中含有大量的SiO2和Al2O3，钢渣中含有大量的SiO2和CaO，而石灰质材料则可直接提供活性钙，煅烧过程中电炉渣、钢渣和煤渣中不具有胶凝活性的矿物如镁蔷薇辉石、铁铝酸钙七铝酸十二钙等分解，释放出活性钙、硅和铝，在高温下活性钙、硅、铝重新组合生成具有胶凝活性的硅酸盐和铝酸盐，从而得到胶凝活性优异的电炉渣基矿物掺合料。

An electric furnace slag based mineral admixture and its preparation method and Application

The invention provides an electric furnace slag-based mineral admixture and a preparation method thereof, including the following steps: calcining the mixture of electric furnace slag, steel slag, coal slag and calcareous material to obtain the electric furnace slag-based mineral admixture. In the present invention, steel slag, coal slag and lime material are used as modifiers to modify electric furnace slag by calcination. The slag contains a large amount of SiO2 and Al2O3, the steel slag contains a large amount of SiO2 and CaO, while the lime material can directly provide active calcium, and the electric furnace slag, steel slag and coal slag have no cementing activity during calcination. For example, magnesium rosopyrite, calcium ferrialuminate heptaaluminate dodecalcium decomposition, release active calcium, silicon and aluminum, at high temperature, active calcium, silicon, aluminum recombination of silicate and aluminate with cementing activity, so as to obtain excellent cementing activity of slag-based mineral admixtures.

【技术实现步骤摘要】
一种电炉渣基矿物掺合料及其制备方法与应用
本专利技术涉及冶金渣回收利用领域，尤其涉及一种电炉渣基矿物掺合料及其制备方法与应用。
技术介绍
电炉渣是指电弧炉炼钢的还原期操作中，采用碳粉和硅铁粉等还原剂进行扩散脱氧时所形成的渣。随着我国炉外精炼技术的发展，电炉渣的数量也在逐年增多，大量电炉渣的堆积，既占用大量土地，又造成了严重的环境污染。电炉渣的主要矿物组成为：硅酸二钙(γ-C2S)、七铝酸十二钙(C12A7)、钙黄长石(C2AS)、钙长石(CAS2)、镁蔷薇辉石(C3MS2)等，其中硅酸盐矿物具有一定潜在胶凝活性。但是，由于电炉渣中的硅酸盐矿相主要为硅酸二钙，且主要以γ-C2S晶型存在，几乎无胶凝活性，严重限制了电炉渣作为矿物掺合料在水泥混凝土中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电炉渣基矿物掺合料及其制备方法与应用。本专利技术所提供的制备方法得到的电炉渣基矿物掺合料具有优异的胶凝活性，可用于水泥混凝土中。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电炉渣基矿物掺合料的制备方法，包括如下步骤：将包括电炉渣、钢渣、煤渣和石灰质材料的混合物进行煅烧，得到电炉渣基矿物掺合料。优选的，所述混合物中，电炉渣的含量为50～60wt.％，钢渣的含量为12～18wt.％，煤渣的含量为6～8wt.％，石灰质材料的含量为20～30wt.％。优选的，所述钢渣包括如下质量含量的化学组分：SiO210～16wt.％，Al2O31～5wt.％，Fe2O317～23wt.％和CaO45～55wt.％。优选的，所述煤渣包括如下质量含量的化学组分：SiO261～69wt.％，Al2O318～22wt.％，Fe2O33～7wt.％和CaO1～3wt.％。优选的，所述混合物中还包括助剂；所述助剂为萤石和石膏中的一种或两种组分的混合物。优选的，所述混合物中助剂的含量为0～2wt.％，不包括含量为0的技术方案。优选的，所述煅烧的温度为1200～1500℃，所述煅烧的时间为0.5～2h。优选的，所述煅烧后还包括冷却，所述冷却为在1～2h内将所述煅烧的产物降温至150℃以下。本专利技术还提供了一种电炉渣基矿物掺合料，由上述技术方案制备得到。本专利技术还提供了上述电炉渣基矿物掺合料在胶凝材料中的应用。本专利技术提供了一种电炉渣基矿物掺合料及其制备方法，包括如下步骤：将电炉渣、钢渣、煤渣和石灰质材料的混合物进行煅烧，得到电炉渣基矿物掺合料。本专利技术以钢渣、煤渣和石灰质材料为改性剂，通过煅烧对电炉渣进行改性，煤渣中含有大量的SiO2和Al2O3，钢渣中含有大量的SiO2和CaO，而石灰质材料则可直接提供活性钙，煅烧过程中电炉渣、钢渣和煤渣中不具有胶凝活性的矿物如镁蔷薇辉石、铁铝酸钙七铝酸十二钙等分解，释放出活性钙、硅和铝，在高温下活性钙、硅、铝重新组合生成具有胶凝活性的硅酸盐和铝酸盐，从而得到胶凝活性优异的电炉渣基矿物掺合料。将本专利技术所提供的制备方法得到的矿物掺合料与水泥以质量比为3:7的比例配成胶凝材料，采用GB/T17671-1999对胶凝材料的胶凝性能进行测试，养护7天时，胶凝活性指数可达110％，养护28天时，胶凝活性指数可达99％，说明本专利技术所提供的制备方法得到的矿物掺合料具有优异的胶凝活性。具体实施方式本专利技术提供了一种电炉渣基矿物掺合料的制备方法，包括如下步骤：将包括电炉渣、钢渣、煤渣和石灰质材料的混合物进行煅烧，得到电炉渣基矿物掺合料。在本专利技术中，所述混合物中，电炉渣的含量优选为50～60wt.％，更优选为53～57wt.％。在本专利技术中，所述电炉渣的含水量优选＜1wt.％。在本专利技术中，当所述电炉渣原料的含水量不在上述范围内时，本专利技术优选将电炉渣原料干燥至所需含水量，然后再使用。在本专利技术中，所述干燥优选为鼓风干燥；所述干燥的温度优选为100～200℃，更优选为130～160℃；本专利技术对所述干燥的时间没有特殊限定，能够得到所需含水量的电炉渣即可，在本专利技术实施例中，所述干燥的时间优选为1～2h，更优选为1.5～1.8h。在本专利技术中，所述电炉渣的粒径优选为≤4.75mm，更优选为≤3mm。本专利技术对所述电炉渣的组成没有特殊限定，采用一般的电炉渣均可。在本专利技术实施例中，所述电炉渣优选包括如下质量含量的化学组分：CaO50～60wt.％、SiO227～33wt.％、Al2O33～7wt.％、MgO3～9wt.％、Fe2O3＜1wt.％。本专利技术对所述电炉渣的来源没有特殊限定，任意电炉炼钢所得电炉渣均可。在本专利技术实施例中，所述电炉渣来源于宝钢集团韶关钢铁厂。在本专利技术中，所述混合物中钢渣的含量优选为12～18wt.％，更优选为14～16wt.％。在本专利技术中，所述钢渣优选包括如下质量含量的化学组分：SiO210～16wt.％，Al2O31～5wt.％，Fe2O317～23wt.％和CaO45～55wt.％；更优选为：SiO211～13wt.％，Al2O31.5～3wt.％，Fe2O320～22wt.％和CaO48～50wt.％。本专利技术对所述钢渣的来源没有特殊限定，在本专利技术实施例中，所述钢渣来源于宝钢集团韶关钢铁厂。在本专利技术中，所述钢渣的粒径优选为≤1.18mm，更优选为≤1mm。在本专利技术中，所述混合物中煤渣的含量优选为6～8wt.％，更优选为7～7.5wt.％。在本专利技术中，所述煤渣优选包括如下质量含量的化学组分：SiO261～69wt.％，Al2O318～22wt.％，Fe2O33～7wt.％和CaO1～3wt.％；更优选为SiO265～67wt.％，Al2O320～21wt.％，Fe2O34～6wt.％和CaO1.5～2wt.％。本专利技术对所述煤渣的来源没有特殊限定，在本专利技术实施例中，所述煤渣来源于宝钢集团韶关钢铁厂。在本专利技术中，所述煤渣的粒径优选为≤1.18mm，更优选为≤1mm。在本专利技术中，所述混合物中石灰质材料的含量优选为20～30wt.％，更优选为25～27wt.％。在本专利技术中，所述石灰质材料的含量以CaO计。在本专利技术中，所述石灰质材料优选为石灰石和熟石灰中的一种或两种组分的混合物。在本专利技术中，所述石灰质材料为两种组分的混合物时，本专利技术对两种组分的配比没有特殊限定，可以采用任意配比。在本专利技术中，所述石灰质材料的粒径优选为≤1.18mm，更优选为≤1mm。在本专利技术中，所述混合物优选还包括助剂。在本专利技术中，所述助剂优选为萤石和石膏中的一种或两种组分的混合物。在本专利技术中，所述助剂为两种组分的混合物时，本专利技术对两种组分的配比没有特殊限定，可以采用任意配比。在本专利技术中，所述助剂有利于加快混合物熔融，进而增加各物料之间的接触面积，促进化学反应。在本专利技术中，所述助剂的粒径优选为≤1.18mm，更优选为≤1mm。在本专利技术中，所述混合物中助剂的含量优选为0～2wt.％，不包括含量为0的技术方案；更优选为0.6～1wt.％。本专利技术对所述混合物的混合顺序没有特殊限定，可以采用任意混合顺序。在本专利技术中，所述煅烧的温度优选为1200～1500℃，更优选为1300～1400℃；所述煅烧的时间优选为0.5～2h，更优选为1～1.5h。在本专利技术中，所述煅烧过程中电炉渣、钢渣和煤渣中不具有胶凝活性的矿物如镁蔷薇辉石、铁铝酸钙七铝酸十二钙等分解，释放出活性钙、硅和铝，在高温下活性钙、硅、铝重新组合生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电炉渣基矿物掺合料的制备方法，包括如下步骤：将包括电炉渣、钢渣、煤渣和石灰质材料的混合物进行煅烧，得到电炉渣基矿物掺合料。

【技术特征摘要】
1.一种电炉渣基矿物掺合料的制备方法，包括如下步骤：将包括电炉渣、钢渣、煤渣和石灰质材料的混合物进行煅烧，得到电炉渣基矿物掺合料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合物中，电炉渣的含量为50～60wt.％，钢渣的含量为12～18wt.％，煤渣的含量为6～8wt.％，石灰质材料的含量为20～30wt.％。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述钢渣包括如下质量含量的化学组分：SiO210～16wt.％，Al2O31～5wt.％，Fe2O317～23wt.％和CaO45～55wt.％。4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述煤渣包括如下质量含量的化学组分：SiO261～69wt.％，Al2O318～22wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺图升，赵旭光，赵三银，黎载波，徐杨，
申请(专利权)人：韶关学院，
类型：发明
国别省市：广东,44