用于氧化处理炼钢厂炉渣的方法及所得到的LD渣技术

本发明专利技术涉及一种处理方法，该方法包括将氧喷入液态炼钢厂炉渣中，将一种氧化铝和石灰源及任选地二氧化硅和铁源加入并溶于炉渣中，并将炉渣冷却至固化，各添加料以这种量进行和冷却以这种速度进行，以使得到的炉渣具有一种矿物学组成，该矿物学组成具有下列组成元素的其中之一：（ａ）一种无定形的玻璃态相；（ｂ）一个第一相组（１），该第一相组（１）按重量百分数计，由１０－４０　ＣＡ、２０－５０　Ｃ２ＡＳ、３０－５０　Ｃ６ＡＦ２和１０－３０Ｃ２Ｓ组成；（ｃ）一个第二相组（２），该第二相组（２）按重量百分数计，由２０－４０　Ｃ２Ｆ、１０－３０　Ｃ２ＡＳ、２０－５０　Ｃ６ＡＦ２和１０－４０　Ｃ２Ｓ组成，和（ｄ）一种无定形玻璃态相与第一或第二相组的混合物。本发明专利技术可用于水硬性粘合剂。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及处理过的具有水硬性粘合剂材料性质的LD渣(氧气顶吹转炉渣)，及用于通过处理炼钢厂炉渣得到这种LD渣的方法。更具体地说，本专利技术涉及对炼钢厂炉渣的处理，以得到处理过的LD渣，该LD渣的矿物组成使它们形成合成材料，这些合成材料当用于施工(混凝土或道路的颗粒，水硬性粘合剂材料或具有水硬性潜力的粘合材料)时具有增强的性能。在不排放CO2情况下，从原料生产水硬性产品或具有水硬性潜力的产品，遇到它们在生产一种粘合材料时不适宜的化学和矿物学方面固有的困难。不适宜意思是指，由于它不显示标准所要求的抗力，或者由于它将产生与结构膨胀或破坏有关的问题，所以得到的产品将不能独自使用或者不能任意地与波特兰(Portland)水泥混合使用。这是LD渣(从固化和破碎炼钢厂炉渣得到的渣)的情况。LD渣是通过氧气吹入法精炼赤铁矿生铁(低磷熔炼)的副产品。这是一种富含铁和石灰的材料，具有一个平均的矿物组成，该组成位于由硅酸二钙、铁酸钙和金属氧化物组成的这一组矿物中，并且其中主要化合物的平均化学组成如下表所示 以粒状形式用于混凝土或用于道路铺设的LD渣，用来产生含沥青的上层和基础层二者，受到存在游离石灰的限制，该游离石灰将造成路面或混凝土膨胀。LD渣转变成水硬性粘合剂也引起人们很大兴趣。专利FR-2.546.530介绍了一种炼钢厂炉渣，目的在于它在水泥中的使用。在这个专利中所介绍的处理包括将至少一种能形成氧化铝的化合物加到液态炉渣中；供给在炉渣中溶解该化合物所必需的热量；和使炉渣经受与氧混合。加到液态炉渣中能形成氧化铝的一种或多种化合物的量是这样的，以使处理过的炉渣中含氧化铝的重量百分数为5-25％。尽管专利FR-2.546.530指出这种处理过的炉渣可以用作水硬性粘合材料，尤其是可用于制造水泥，但这种处理不能使它得到独自的、能完全代替波特兰水泥的水硬性粘合材料。现已发现，能够这样处理炼钢厂炉渣，以使该炉渣具有一种处在特定矿物学组成范围内的矿物学组成，因此这样处理过的炼钢厂炉渣构成一种独自的、能完全代替波特兰水泥的水硬性粘合材料。因此本专利技术的目的是提供一种方法，该方法用于处理炼钢厂炉渣，使得处理过的炼钢厂炉渣(LD渣)具有特定的矿物学组成，结果这些处理过的炉渣独自构成水硬性粘合材料。另外本专利技术的目的是提供处理过的LD渣，该处理过的LD渣具有一种特定的矿物学组成，使它们适合独自用作水硬性粘合材料。按照本专利技术的用于处理炼钢厂炉渣的方法包括—将气态氧或含氧的气体混合物喷入液态炉渣中；—将氧化铝源和石灰源及任选的二氧化硅和/或铁源加入液态炉渣并溶解于其中；—将炉渣冷却，直到炉渣固化，其特征在于所加的氧化铝和石灰源以及任选的二氧化硅和铁源的量以及冷却速率是这样的，以使处理过和固化的炼钢厂炉渣具有一种矿物学组成，该矿物学组成具有下列成分的其中之一—(a)一种无定形的玻璃态相；—(b)第一相组(1)，该相组(1)，按重量百分数计，由10-40 CA、20-50 C2AS、30-50 C6AF2和10-30 C2S构成；—(c)第二相组(2)，该相组(2)，按重量百分数计，由20-40 C2F、10-30 C2AS、20-50 C6AF2和10-40 C2S构成；和—(d)无定形玻璃态相与第一或第二相组的混合物。—应该提起，按照水泥制造厂的标准代号C＝CaOA＝Al2O3S＝SiO2F＝Fe2O3P＝PO4上述各相不是纯化合物，而是可以在固体溶液中包含杂质如铁、氧化镁(MgO)、磷(P2O5)、硫，等。按照本专利技术所述处理过的LD渣，其特征在于它们具有一种如上所述的矿物学组成。按照本专利技术的一个实施例，炼钢厂炉渣浇注到一个槽或桶中，使钢渣熔体达到或保持在1350℃-1550℃温度下，优选的是在1350℃-1500℃温度下，而通常是在1450℃下，在槽中，利用例如，如专利FR-2.546.530中所述的吹管，通过喷射气态氧或一种含气态氧的气体混合物，如空气与氧的混合物，使炉渣熔体与氧混合。正如已知的那样，这种喷射氧不仅保证炉渣熔体的混合，而且还把炉渣中存在的铁和氧化亚铁(FeO)氧化成氧化铁(Fe2O3)。喷射氧可以通过喷射纯氧、空气或氧和空气的混合物进行。喷射一般如此进行，以便得到氧或气体混合物的压力与102-5.105Pa，而优选的是105-5·105Pa的炉渣熔体平衡。氧或含气态氧的气体混合物的这种喷射，一般持续约30分钟。随着待处理的炼钢厂炉渣化学组成及处理过的炉渣最终用途的变化，在混合期间，加一定量的氧化铝源，例如纯氧化铝或铝土矿，和一定量的石灰源，如石灰或石灰石(碳酸钙)，并且如果需要的话，加一定量的二氧化硅源，例如二氧化硅，或一种铁源，例如赤铁矿，到液态炉渣中，并溶于该液态炉渣中。添加料可以利用合适的料斗很容易进行。一般，将添加料溶于液态炉渣中不需要外部供热。事实上，熔化炉渣的温度通常高于或等于1600℃，并且因为，对处理来说，炉渣的温度保持在1350-1500℃，所以能利用热差来溶解至少一部分添加料。而且，正如已知的那样，金属铁或氧化亚铁(FeO)氧化成氧化铁(Fe2O3)是放热反应，在这个反应过程中所释放的热量也可以用来溶解添加料。优选的是，添加料是在熔化的液态炉渣从转炉中放出之前加到桶中，以便保证保护桶中的耐热材料。一般，加入的氧化铝源的量是这样的，以使所得到的处理过的LD渣中氧化铝比例大于重量百分数25％，优选的是重量百分数约30％或更多，而所加的石灰源的量是这样的，以使在所得到的处理过LD渣中石灰的比例等于或高于重量百分数40％。所得到的处理过的LD渣含有重量百分数1％或更少、优选的是不含有可检测出量的游离石灰。鉴于炼钢厂炉渣的组成，对1000kg处理过的炉渣，加入的氧化铝和石灰量，通常是分别在700-1100kg和400-800kg范围内改变。在添加料溶解之后，然后将炉渣熔体在一个慢速或快速的冷却速率下冷却至炉渣固化，亦即，通常冷却到约1100-1200℃的温度，该温度适合于得到按照本专利技术所述的其中一种矿物学组成。在慢速冷却情况下，处理过的炉渣具有一种矿物学组成，该矿物学组<p>在第5个月时，与接受安慰剂或8mg/天加兰他敏的患者相比，明显有更多的接受16和24mg/天加兰他敏的患者表现为无变化或改善的评分。表现出ADAS-cog/11相对于基准值变化了7或更多点值的患者在16和24mg/天的组分别出现了15.9％和22.3％，而安慰剂组为7.6％。与安慰剂相比，用加兰他敏治疗的患者中具有任何数量的最小改善的患者的总累积百分比更高(图3)。表5基于在第5个月时相对于基准的ADAS-cog/11评分改变的应答分析 CMH试验的P值·比安慰剂明显更高的应答百分比*p≤0.05；**p≤0.01；***p≤0.001；·比8mg/天明显更高的应答百分比p≤0.05；p＜0.01；接近有意义◆0.05＜p值＜0.10；·16和24mg/天之间的差异接近有意义◆0.05＜p值＜0.10。第二个指示包括了通过阿耳茨海默氏病合作研究日常生活的活动(ACDS/ADL)分级测定的日常生活活动(ADL)表现的总变化。如上所述，该分级包括了23个项目，已在有轻度和中度阿耳茨海默氏病的患者中进行了测试和验证本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于处理炼钢厂炉渣的方法，包括： －将氧或一种含气态氧的气体混合物喷入液态炉渣中，以便混合和氧化炉渣； －将一种氧化铝源和一种石灰源及任选地一种二氧化硅和／或铁源加入混合的液态炉渣并溶于其中；和 －冷却炉渣直至它固化；加入的氧化铝源和石灰源及任选的二氧化硅和／或铁源的量与冷却速率是这样的，以使所得到的处理过的炉渣具有一种矿物学组成，该矿物学成分具有下列成分的其中之一： －（ａ）一种无定形的玻璃态相； －（ｂ）一个第一相组（１），该第一相组（１）按重量百分数计，由１０－４０ＣＡ、２０－５０Ｃ２ＡＳ、３０－５０Ｃ６ＡＦ２和１０－３０Ｃ２Ｓ构成； －（ｃ）一个第二相组（２），该第二相组（２）按重量百分数计，由２０－４０Ｃ２Ｆ、１０－３０Ｃ２ＡＳ、２０－５０Ｃ６ＡＦ２和１０－４０Ｃ２Ｓ构成；和 －（ｄ）无定形玻璃态相与第一或第二相组的混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F索伦蒂诺，G沙普龙，JP巴尤，
申请(专利权)人：拉法尔热公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]