冶金基固废加固材料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种冶金基固废加固材料及制备方法，属于建筑材料技术领域，包括胶结固化组分30％‑50％、矿物稳定组分10％‑20％、结构稳定组分60％‑75％、矿物流动度调整组分5％‑10％；其中，所述胶结固化组分、所述矿物稳定组分、所述结构稳定组分以及所述矿物流动度调整组分中均含有50％以上的冶金基固废材料，整体冶金固废材料的利用量大于90％。本发明专利技术提供的冶金基固废加固材料，主要以冶金废弃物为原料，配置建筑结构加固材料，用于建筑结构的加固与修补，能有效解决环境污染的问题和增加冶金固体废弃物的再利用量。

【技术实现步骤摘要】
冶金基固废加固材料及制备方法
本专利技术属于建筑材料
，更具体地说，是涉及一种冶金基固废加固材料及制备方法。
技术介绍
钢铁行业烧结烟气脱硫脱硝的副产物具有成分复杂、不稳定性等特点，资源化利用较为困难。随着钢铁行业烟气超低排放的提出，新的脱硝副产物产生量也逐渐增多，甚至氧化脱硝的副产物使脱硫灰的成分变得更为复杂，处理难度进一步加大。主要集中在以下两个方面：(1)脱硫灰中亚硫酸钙不稳定，受热易分解，容易引起二次污染。此外分解后的氧化钙易吸水膨胀，带来安定性问题，因此限制了脱硫灰在水泥中的应用。(2)脱硫灰中吸附有重金属、SO2、二噁英等，随着环境因素的改变，这种物理吸附作用减弱，吸附的污染物再次释放出来，给后续的处理带来困难，限制了其高附加值应用。因此使烧结烟气脱硫灰高附加值利用是需要解决的问题。转炉钢渣具有成分复杂、稳定性差、难磨、胶凝活性低等特点，这些是制约其大宗量资源化利用的主要原因。而现有相关研究大都以改善钢渣某一性能为切入点，对钢渣组成、矿相结构及性能之间内在关系的相关基础研究则不够系统、深入，导致现有钢渣在进行大宗量资源化利用技术开发时往往面临各种问题。长期以来，由于铁水脱硫渣原渣含有10％～20％的铁元素，一直作为水泥铁质校正料使用。随着铁水脱硫渣经过深度选铁后，铁元素资源基本全部返回炼钢生产，铁水脱硫渣尾渣MFe含量不超过1.5％，难以直接作为水泥铁质校正料。因此，有必要开发铁水脱硫渣经过深度选铁后的尾渣利用问题。目前，建筑结构用的加固材料主要是由水泥基材料制成，由于加固材料是由成品的原材料现场混合而成，现场混合制备加固材料的方式具有以下缺陷：首先，成品材料混合使得加固材料的粒度分布无法调整；其次，现场搅拌导致材料在使用时搅拌不均匀，加固材料在硬化后容易避免开裂，使得加固工程失效；再者，由于材料里面加入大量水泥，另外还要消耗大量的水泥熟料，水泥熟料是以石灰石、粘土和铁质原料为主要原料，按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品，采用石灰石、粘土和铁质原料，加大了环境污染，不符合现在绿色环保理念。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种冶金基固废加固材料，主要以冶金废弃物为原料，配置加固材料，解决环境污染和废弃物再利用的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种冶金基固废加固材料，按质量百分比配比，包括：胶结固化组分30％-50％、矿物稳定组分10％-20％、结构稳定组分60％-75％、矿物流动度调整组分5％-10％，其中，所述胶结固化组分、所述矿物稳定组分、所述结构稳定组分以及所述矿物流动度调整组分中均含有50％以上的冶金基固废材料。作为本申请另一实施例，所述胶结固化组分包括：30％-50％的硅酸盐水泥熟料与铁水脱硫渣粉、50％-60％高炉矿渣粉、5％-6％的铁尾矿粉、10％-15％转炉钢渣与粉煤灰混合物；各组分粒度控制：硅酸盐水泥熟料3500m2/kg-4500m2/kg，铁水脱硫渣粉550m2/kg-700m2/kg，高炉矿渣粉550m2/kg-650m2/kg，转炉钢渣500m2/kg-600m2/kg，粉煤灰400m2/kg-500m2/kg，铁尾矿粉400m2/kg-500m2/kg。作为本申请另一实施例，所述矿物稳定组分包括：烧结烟气脱硫灰和无害化处理后的垃圾焚烧飞灰，两者的质量比例为9:1；粒度控制：烧结烟气脱硫灰粒度＞10000m2/kg，垃圾焚烧飞灰的粒度为450m2/kg-550m2/kg。作为本申请另一实施例，所述结构稳定组分包括：铁尾矿砂包括0.63-1.25、1.25-2.5两种颗粒级配，两种颗粒级配的比例为1:3。作为本申请另一实施例，所述矿物流动度调整组分包括粒度为0.05毫米-0.075毫米铁尾矿砂与石灰石粉，两者的质量比例为9:2。本专利技术的另一目的在于提供一种冶金基固废加固材料的制备方法，备料：按质量百分比准备30％-50％的胶结固化组分、10％-20％的矿物稳定组分、60％-75％的结构稳定组分、5％-10％的矿物流动度调整组分，混合均匀；在混合均匀的固体材料加水混合，并搅拌至浆体状，其中水固质量比为0.29-0.36。作为本申请另一实施例，加水混合时，分批次加水混合，每次搅拌均匀后，再加下一批次水搅拌混合均匀，直至加水总量达到水固质量比的要求。本专利技术提供的冶金基固废加固材料及制备方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术冶金基固废加固材料，主要是由大量的冶金基固废材料组成，利用其固废材料之间粒度与活性双重激发，使得加固材料具有较高的早期强度，稳定的后期强度，较好的耐久性；另外加固材料中使用大量的冶金基固废材料，实现废物的再利用，降低了石灰石、粘土和铁质原料的开采利用，对减少环境污染，减少能源消耗与碳排放具有重大意义，符合目前绿色环保的理念。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。现对本专利技术提供的冶金基固废加固材料进行说明。所述冶金基固废加固材料，按质量百分比配比，包括如下组分：胶结固化组分30％-50％、矿物稳定组分10％-20％、结构稳定组分60％-75％、矿物流动度调整组分5％-10％，其中，所述胶结固化组分、所述矿物稳定组分、所述结构稳定组分以及所述矿物流动度调整组分中均含有50％以上的冶金基固废材料。本专利技术提供的冶金基固废加固材料，与现有技术相比，主要是由大量的冶金基固废材料组成，利用其固废材料之间粒度与活性双重激发，使得加固材料具有较高的早期强度，稳定的后期强度，较好的耐久性；另外加固材料中使用大量的冶金基固废材料，实现废物的再利用，降低了石灰石、粘土和铁质原料的开采利用，对减少环境污染，减少能源消耗与碳排放具有重大意义，符合目前绿色环保的理念。冶金基废固材料，也即冶金废渣，是指冶金工业生产过程中产生的各种固体废弃物。主要指炼铁炉中产生的高炉渣；钢渣；有色金属冶炼产生的各种有色金属渣，如铜渣、铅渣、锌渣、镍渣等；以及从铝土矿提炼氧化铝排出的赤泥以及轧钢过程产生的少量氧化铁渣。每炼1t生铁排出0.3-0.9t钢渣，每炼1t钢排出0.1-0.3t钢渣，每炼1t氧化铝排出0.6-2t赤泥。国际上早在本世纪40年代就已感到解决冶金污染“渣害”的迫切性，经过努力，钢渣在70年代也达到了产用平衡，主要用于制造各种建筑或工业用材。我国冶金污染利用起步较晚，高炉渣利用率在70-85％，钢渣利用率仅25％左右。而美、英、法、日本等国高炉渣的利用率已达100％，甚至出现了很多专营高炉渣商品的公司和工厂。因此，我国在冶金废固材料的利用上还有很大的上升空间。本专利技术利用冶金固废加固材料不仅能大量解决钢铁行业烧结烟气、铁水脱硫渣、转炉钢渣等难利用的冶金固废材料的高附加值利用问题，制备出的冶金固废加固材料还具有，早期、后期强度高，流动性好，无开裂，良好的施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.冶金基固废加固材料，其特征在于，按质量百分比配比，包括：胶结固化组分30％-50％、矿物稳定组分10％-20％、结构稳定组分60％-75％、矿物流动度调整组分5％-10％，其中，所述胶结固化组分、所述矿物稳定组分、所述结构稳定组分以及所述矿物流动度调整组分中均含有50％以上的冶金基固废材料。/n

【技术特征摘要】
1.冶金基固废加固材料，其特征在于，按质量百分比配比，包括：胶结固化组分30％-50％、矿物稳定组分10％-20％、结构稳定组分60％-75％、矿物流动度调整组分5％-10％，其中，所述胶结固化组分、所述矿物稳定组分、所述结构稳定组分以及所述矿物流动度调整组分中均含有50％以上的冶金基固废材料。


2.如权利要求1所述的冶金基固废加固材料，其特征在于，所述胶结固化组分包括：30％-50％的硅酸盐水泥熟料与铁水脱硫渣粉、50％-60％高炉矿渣粉、5％-6％的铁尾矿粉、10％-15％转炉钢渣与粉煤灰混合物；
各组分粒度控制：硅酸盐水泥熟料3500m2/kg-4500m2/kg，铁水脱硫渣粉550m2/kg-700m2/kg，高炉矿渣粉550m2/kg-650m2/kg，转炉钢渣500m2/kg-600m2/kg，粉煤灰400m2/kg-500m2/kg，铁尾矿粉400m2/kg-500m2/kg。


3.如权利要求1所述的冶金基固废加固材料，其特征在于，所述矿物稳定组分包括：烧结烟气脱硫灰和无害化处理后的垃圾焚烧飞灰，两者的质量比例为9:1；
粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建永，张广田，刁书磊，刘金山，孙勇，路通鑫，邢悦，康玉坤，
申请(专利权)人：石家庄市易达恒联路桥材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13