一种基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣及其制备方法和应用，该改性钢渣包括钢渣和复合改性剂,所述复合改性剂包括煤气化残渣、赤泥和钢铁尘泥；该制备方法包括以下步骤：钢渣预处理、煤气化残渣预处理、赤泥预处理、钢铁尘泥预处理、球磨混合、压制成型、烧结改性、鼓风急冷。该改性钢渣及其制备方法和应用能够解决钢渣、钢铁尘泥、赤泥、煤气化残渣无法有效利用，污染环境的问题，从而达到有效利用钢渣、煤气化残渣、钢铁尘泥和赤泥的同时提升钢渣的胶凝活性、安定性，同时变废为宝，实现废弃物的规模化利用，产生较高的经济价值，实现固体废弃物的绿色可持续发展，节能环保，资源化利用的目的。源化利用的目的。源化利用的目的。

【技术实现步骤摘要】
和CaO，主要的矿物组成为无定型的玻璃相。国外学者研究了煤气化残渣掺入水泥和石灰后水化产物的结构特征和组成，CGR是具有火山灰活性矿物，可以作为碱激发胶凝材料的前驱体。
[0006]如何将钢渣、钢铁尘泥、赤泥、煤气化残渣进行有效利用，变废为宝，大大减轻环境污染，同时，还能实现重大的经济效益和社会效益，这一技术难题亟待人们去解决。

技术实现思路

[0007]针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣及其制备方法和应用，能够克服现有技术的上述不足。
[0008]为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣，其特征在于，包括钢渣和复合改性剂,所述复合改性剂包括煤气化残渣、赤泥和钢铁尘泥，所述钢渣和复合改性剂的质量比为65~75：25~35，所述复合改性剂中煤气化残渣、赤泥和钢铁尘泥的质量比为1~2：2~3：3~4。
[0009]进一步的，所述钢渣中各组分的质量百分比为SiO210~20%，Al2O
3 1~7%，Fe2O
3 2~33%，MgO 3~12%，CaO 30~50%，FeO 3~15%，Na2O 0.01~3%，K2O 0.01~3%，SO
3 0.26%， P2O
5 1~6%，所述煤气残渣中各组分的质量百分比为SiO
2 30~60%，Al2O
3 14~21%，Fe2O
3 12~24%，MgO 2~6%，CaO 8~20%，K2O 1~3%，Na2O 1~3%，SO
3 0.1~2%，P2O
5 0.01~1%，TiO
2 0.1~2%，烧失量10~40%，所述赤泥中各组分的质量百分比为SiO
2 5~30%，Al2O
3 15~30%，Fe2O
3 10~40%，MgO 0.1~2%，CaO 10~20%，K2O 0.01~1%，Na2O 1~10%，TiO
2 1~8%，烧失量9~15%，所述钢铁尘泥中各组分的质量百分比为 SiO
2 1~10%，Al2O
3 0.1~12%，Fe2O
3 20~50%，FeO 10~40%，MgO 0.1~12%，CaO 0.1~45%，K2O 0.01~6%，Na2O 0.01~3%，ZnO 0.01~5%，C 0.01~20%，Cl 0.01~4.5%，SO
3 0.01~2%，烧失量9~20%。
[0010]一种以上所述的改性钢渣的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1钢渣预处理：钢渣经颚式破碎机破碎1~3mm颗粒后，将颗粒放入碳化箱中碳化40~56h，所述碳化条件为CO2浓度15%，温度20
±
1℃，湿度85%
±
1，碳化后的钢渣在105℃烘干12h，而后放入球磨机中球磨，将钢渣粉磨至比表面积100~200 m2/kg；S2煤气化残渣预处理：煤气化残渣经颚式破碎机破碎1~3mm颗粒，将破碎后的煤气化残渣颗粒烘干，将S1中的100~200 m2/kg钢渣和煤气化残渣按比例混合，放入球磨机中粉磨，粉磨至比表面积250~350 m2/kg；S3赤泥预处理：将赤泥堆放晾干，使其含水量小于10~15%，而后在105℃烘干12h，冷却至常温后，采用行星式球磨机进行分散，使物料的比表面积达到400~550 m2/kg；S4钢铁尘泥预处理：将钢铁尘泥堆放阴凉通风处晾干，使其含水量小于10%，然后在105℃烘干12h，冷却至常温后，采用球磨机进行粉磨加工，使物料的比表面积达到350~500 m2/kg；S5球磨混合：将预处理后的钢渣、煤气残渣、赤泥和钢铁尘泥按比例放入行星磨中混合均匀；S6压制成型：将步骤S5得到的干料混合物加入其质量8~11%的水，然后将混合料放入模具，经液压压力机压制成尺寸为φ30 mm
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20 mm的球团；S7烧结改性：将步骤S6压制成型后的球团放入加盖刚玉坩埚，再将坩埚置于马弗
炉中，烧结改性；S8鼓风急冷：将步骤S7烧结改性后的钢渣进行鼓风急冷，得到改性钢渣。
[0011]进一步的，所述S3中赤泥堆放于阴凉晾干，每天搅拌1次，使其含水量为10~15%，所述行星式球磨机分散时间为15~30min，磨机速率为 200r/min。
[0012]进一步的，所述S4中钢铁尘泥堆放于阴凉晾干，每天搅拌1次，使其含水量小于10%；所述球磨机粉磨时间为15~30min，球磨速率为 48r/min。
[0013]进一步的，所述S5将预处理后的钢渣、煤气残渣、赤泥和钢铁尘泥按比例放入行星磨中混合均匀，所述行星磨混匀时间为10~20min，磨机速率为 200r/min。
[0014]进一步的，所述S6中压制成型的压力为10~20 MPa。
[0015]进一步的，所述S7中，烧结改性为以10℃/ min升至1100~1350℃，保温0.5
‑
3h。
[0016]一种以上所述的改性钢渣的应用，其特征在于，将改性钢渣经破碎、粉磨，采用干式强磁选铁，得到的产物海绵铁和改性钢渣粉，将海绵铁应用于炼铁行业，改性钢渣粉应用于水泥混凝土的制备。
[0017]进一步的，所述破碎、粉磨为将改性钢渣用颚式破碎机破碎至1~3mm颗粒，而后采用球磨机进行粉磨，磨细至比表面积400~600 m2/kg，所述磁选机磁选强度为1
‑
3T，磁选机转速为10~30r/min。
[0018]本专利技术的有益效果：本专利技术的基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣及其制备方法和应用能够解决钢渣、钢铁尘泥、赤泥、煤气化残渣无法有效利用，污染环境的问题，从而达到有效利用钢渣、煤气化残渣、钢铁尘泥和赤泥的同时提升钢渣的胶凝活性、安定性，同时变废为宝，实现废弃物的规模化利用，产生较高的经济价值，实现固体废弃物的绿色可持续发展，节能环保，资源化利用的目的。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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他的附图。
[0020]图1是根据本专利技术实施例所述的基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣及其制备方法和应用的钢渣的化学成分图；图2是根据本专利技术实施例所述的基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣及其制备方法和应用的实施例2不同保温时间对铁的各项指标影响图；图3是根据本专利技术实施例所述的基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣及其制备方法和应用的实施例2不同改性温度对铁的各项指标影响图；图4是根据本专利技术实施例所述的基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣及其制备方法和应用的实施例3所制备改性钢渣的SEM
‑
EDS图一；图5是根据本专利技术实施例所述的基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣及其制备方法和应用的实施例3所制备改性钢渣的SEM
‑
EDS图二；图6是根据本专利技术实施例所述的基于钢铁尘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钢铁尘泥和赤泥的改性钢渣，其特征在于，包括钢渣和复合改性剂,所述复合改性剂包括煤气化残渣、赤泥和钢铁尘泥，所述钢渣和复合改性剂的质量比为65~75：25~35，所述复合改性剂中煤气化残渣、赤泥和钢铁尘泥的质量比为1~2：2~3：3~4。2.根据权利要求1所述的改性钢渣，其特征在于，所述钢渣中各组分的质量百分比为SiO210~20%，Al2O
3 1~7%，Fe2O
3 2~33%，MgO 3~12%，CaO 30~50%，FeO 3~15%，Na2O 0.01~3%，K2O 0.01~3%，SO
3 0.26%， P2O
5 1~6%，所述煤气残渣中各组分的质量百分比为SiO
2 30~60%，Al2O
3 14~21%，Fe2O
3 12~24%，MgO 2~6%，CaO 8~20%，K2O 1~3%，Na2O 1~3%，SO
3 0.1~2%，P2O
5 0.01~1%，TiO
2 0.1~2%，烧失量10~40%，所述赤泥中各组分的质量百分比为SiO
2 5~30%，Al2O
3 15~30%，Fe2O
3 10~40%，MgO 0.1~2%，CaO 10~20%，K2O 0.01~1%，Na2O 1~10%，TiO
2 1~8%，烧失量9~15%，所述钢铁尘泥中各组分的质量百分比为 SiO
2 1~10%，Al2O
3 0.1~12%，Fe2O
3 20~50%，FeO 10~40%，MgO 0.1~12%，CaO 0.1~45%，K2O 0.01~6%，Na2O 0.01~3%，ZnO 0.01~5%，C 0.01~20%，Cl 0.01~4.5%，SO
3 0.01~2%，烧失量9~20%。3.一种权利要求1或2所述的改性钢渣的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1钢渣预处理：钢渣经颚式破碎机破碎1~3mm颗粒后，将颗粒放入碳化箱中碳化40~56h，所述碳化条件为CO2浓度15%，温度20
±
1℃，湿度85%
±
1，碳化后的钢渣在105℃烘干12h，而后放入球磨机中球磨，将钢渣粉磨至比表面积100~200 m2/kg；S2煤气化残渣预处理：煤气化残渣经颚式破碎机破碎1~3mm颗粒，将破碎后的煤气化残渣颗粒烘干，将S1中的100~200 m2/...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟玉新，王长龙，王飞，张凯帆，田小平，陈敬亮，李鑫，荊牮霖，平浩岩，马锦涛，张鸿泽，杨丰豪，曲俞，董磊，史乐贤，
申请(专利权)人：河北工程大学天津天兴富达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：