一种钢渣陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及冶金渣处理及资源化利用领域，尤其涉及一种钢渣陶粒及其制备方法。本发明专利技术针对现有钢渣制备陶粒工艺中，钢渣利用率低、烧结温度高等问题，提供一种可充分利用钢渣资源并可达到节能效果的钢渣陶粒及制备方法。本发明专利技术的钢渣陶粒，以工业固体废弃物钢渣为主要原料，提高了钢渣的利用率；同时粉煤灰和增强剂的加入增强了钢渣陶粒的强度、助熔剂的加入降低了钢渣陶粒的烧结温度，降低能耗；粘结剂的加入降低了钢渣的造粒难度，增加了陶粒素坯的强度；整形覆膜粉的加入也降低了陶粒的吸水率。本发明专利技术采用“球磨‑筛分‑造粒‑整形‑烧结”的制备工艺，其工艺步骤简单，通过各原料之间的相互作用，可有效降低烧结温度，节约能源。

A kind of steel slag ceramsite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种钢渣陶粒及其制备方法
本专利技术涉及冶金渣处理及资源化利用领域，尤其涉及一种钢渣陶粒及其制备方法。
技术介绍
随着钢铁工业生产技术的快速发展和提高，钢产量迅速增加，伴随产生大量的固体废弃物，包括尾矿、冶炼渣、尘泥、粉煤灰和炉渣及工业垃圾等固体废物，其中钢渣和铁渣就占41％。钢渣的堆放不仅占用了大量农田、污染了环境，而且常常由于堆放地的限制造成排渣不畅，影响钢铁企业的正常生产。陶粒是一种轻质高强的骨料，具有容重小、强度高、粒径可分多级、孔洞丰富等特点，可代替石子作为混凝土中的骨料，有助于减轻建筑物结构重量。现有技术中，出现了利用钢渣来制备陶粒的方案，其中公开号为CN107304126A的专利提到了用钢渣制备陶粒，钢渣的添加量为15-55份，添加量较少；且烧结温度在1390℃以上，烧结温度过高，浪费能源。而公开号为CN104649703A的专利提供一种利用转炉钢渣水洗球磨泥生产陶粒的方法，钢渣的添加量仍过少，且烧结温度偏高，同时球磨细度偏细，导致球磨时间增长，增加成本，浪费能源。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种可充分利用钢渣资源并可降低烧结温度来达到节能效果的钢渣陶粒及其制备方法。本专利技术采用以下技术方案：一种钢渣陶粒，由以下质量分数的原料制备而成：钢渣60-80wt％，粉煤灰10-20wt％，粘结剂1-5wt％，助熔剂3-7wt％，增强剂2-8wt％，整形覆膜粉0.5-6wt％。进一步的，整形覆膜粉由粉煤灰、钠长石、钾长石、锰粉、硅灰、煅烧高岭土中的几种混合而成。进一步的，整形覆膜粉由60-80重量份粉煤灰、0-10重量份钠长石、0-10重量份钾长石、1-5重量份锰粉、1-5重量份硅灰和5-15重量份煅烧高岭土混合而成。进一步的，整形覆膜粉的粒径≤74μm的颗粒占比95％以上。进一步的，钢渣的粒径为小于150μm的颗粒占比70％以上，且不大于500μm。综合成本及性能，优选的，钢渣的粒径满足以下要求：500μm以上占比0％，200-500μm占比0-5％，150-200μm占比5-15％，100-150μm占比20-40％,60-100μm占比20-40％，60μm以下占比5-10％。进一步的，粘结剂为广州白泥、黑泥、PVA中的一种或多种。进一步的，助熔剂为滑石、钠长石、钾长石、蛭石、珍珠岩、废旧玻璃中的一种或多种。助熔剂的加入降低了钢渣陶粒的烧结温度，有利于降低能耗，减少生产成本。进一步的，增强剂为铝矾土、锰粉、硅灰、煅烧高岭土中的一种或多种。进一步的，粉煤灰符合国家二级粉煤灰的要求：细度(0.045mm方孔筛筛余量)不大于45.0％；标准稠度用水量不大于58.0％；烧失量不大于12.0％。粉煤灰作为钢渣陶粒的原料和整形覆膜粉的原料，实现了粉煤灰固废的有效利用，也增加了固废的协同处理。本专利技术还公开了一种上述钢渣陶粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将经过球磨筛分后的钢渣与粉煤灰、粘结剂、助熔剂、增强剂按比例混合，并添加适量水，再将混合后的原料放入造粒机中造粒得到陶粒素坯；(2)将陶粒素坯放入整形机中，再按比例加入整形覆膜粉进行整形；(3)将整形后的陶粒干燥后置于回转窑中烧结，烧结温度为1000-1250℃，烧结后冷却，得到陶粒成品。进一步的，造粒后得到的陶粒素坯的粒径为0.15-20mm。本专利技术的钢渣陶粒，以工业固体废弃物钢渣为主要原料，提高了钢渣的利用率；同时粉煤灰和增强剂的加入增强了钢渣陶粒的强度、助熔剂的加入降低了钢渣陶粒的烧结温度；粘结剂的加入降低了钢渣的造粒难度，增加了陶粒素坯的强度；整形覆膜粉的加入也降低了陶粒的吸水率。本专利技术的钢渣陶粒的制备方法中，对钢渣细度的要求降低，从而降低了钢渣球磨的能耗；造粒后添加整形覆膜粉进行整形，使得陶粒素坯表面更加光滑，提高素坯的强度，烧结后形成致密的外壳，可堵住陶粒素坯的微孔，有利于实现陶粒高强、低吸水率的效果。本专利技术的制备方法采用“球磨-筛分-造粒-整形-烧结”工艺，其工艺步骤简单，通过各原料之间的相互作用，可有效降低烧结温度，节约能源；且制得的陶粒强度在7-16MPa之间、吸水率小于10％，堆积密度在900-1100kg/m3左右，达到使用标准。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本专利技术的钢渣陶粒的制备工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例的钢渣陶粒的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：(1)将经过球磨筛分后的钢渣与粉煤灰、粘结剂、助熔剂、增强剂按比例混合，并添加适量水，再将混合后的原料放入造粒机中造粒得到陶粒素坯；(2)将陶粒素坯放入整形机中，再按比例加入整形覆膜粉进行整形；(3)将整形后的陶粒干燥后置于回转窑中烧结，烧结温度为1000-1250℃，烧结后冷却，得到陶粒成品。具体的，造粒采用圆盘造粒机或锅形造粒机，粒型系数≤1.2，造粒得到的陶粒素坯的粒径为0.15-20mm；整形过程采用包衣锅，工作角度30°-45°，转速5-20r/min，线速度1-3m/s。本专利技术对钢渣的粒度要求不高，使用较粗的钢渣也可进行造粒，只要满足小于150μm的颗粒占比70％以上，且不大于500μm即可达到要求，从而降低了对钢渣细度的要求，进一步降低了钢渣的球磨能耗。钢渣、粉煤灰、粘结剂、助熔剂、增强剂混合造粒后，再转移至包衣锅中并添加整形覆膜粉进行整形，整形覆膜粉细度较高，覆在陶粒素坯表面，使得表面更加光滑、不易破损，有利于提高素坯的强度，防止素坯出现掉灰现象。同时烧结后整形覆膜粉不会与包覆内的材料形成分层，且通过烧结过程可在素坯外部形成致密的外壳，堵住陶粒坯体的微孔，达到陶粒高强、低吸水率的目的。优选的，对高温烧结后剩余的较高的热量进行余热回收，回收的热量可用于对整形后的陶粒进行烘干干燥，实现了热量的合理循环利用，节能环保，降低能耗，具有较高的实用性和推广价值。下面将结合具体实施例对本专利技术的钢渣陶粒及其制备方法做进一步的描述。实施例1一种钢渣陶粒，由以下质量分数的原料制备而成：钢渣61wt％，粉煤灰18.6wt％，黑泥1wt％，滑石6.2wt％，铝矾土7.6wt％，整形覆膜粉5.6wt％。其中，整形覆膜粉由60重量份粉煤灰、8重量份钠长石、10重量份钾长石、4重量份锰粉、3重量份硅灰和15重量份煅烧高岭土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢渣陶粒，其特征在于，由以下质量分数的原料制备而成：钢渣60-80wt％，粉煤灰10-20wt％，粘结剂1-5wt％，助熔剂3-7wt％，增强剂2-8wt％，整形覆膜粉0.5-6wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢渣陶粒，其特征在于，由以下质量分数的原料制备而成：钢渣60-80wt％，粉煤灰10-20wt％，粘结剂1-5wt％，助熔剂3-7wt％，增强剂2-8wt％，整形覆膜粉0.5-6wt％。


2.根据权利要求1所述的钢渣陶粒，其特征在于，所述整形覆膜粉由粉煤灰、钠长石、钾长石、锰粉、硅灰、煅烧高岭土中的几种混合而成。


3.根据权利要求2所述的钢渣陶粒，其特征在于，所述整形覆膜粉由60-80重量份粉煤灰、0-10重量份钠长石、0-10重量份钾长石、1-5重量份锰粉、1-5重量份硅灰和5-15重量份煅烧高岭土混合而成。


4.根据权利要求1-3任一项所述的钢渣陶粒，其特征在于，所述整形覆膜粉的粒径≤74μm的颗粒占比95％以上。


5.根据权利要求1所述的钢渣陶粒，其特征在于，所述钢渣的粒径为小于150μm的颗粒占比70％以上，且不大于500μm。


6.根据权利要求1所述的钢渣陶粒，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏生，窦明岳，王光，
申请(专利权)人：广东清大同科环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44