【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法。
技术介绍
1、发展低碳水泥，降低熟料用量，促进工业固废、建筑垃圾再利用，应用ccus技术，是水泥行业实现“双碳”目标的重要途径。
2、钢渣作为钢铁制造过程中的副产品，其产量巨大，每生产1吨粗钢大约会产生130公斤钢渣。中国是钢铁大国，每年约生产10亿吨粗钢和1.5亿吨钢渣。钢渣中含有大量硅酸二钙、硅酸三钙、游离氧化钙和氧化镁、含钙镁硅酸盐等矿物相，具有一定的水化活性和较强的碳化活性。矿物碳化不仅能够去除钢渣中的游离氧化钙和氧化镁，提高其体积稳定性，还能将二氧化碳以碳酸钙的形式永久固存，降低碳排放，有利于绿色、高性能、可持续建材制品的生产制造。
3、虽然关于钢渣矿物碳化的研究越来越多，然而由于钢渣的矿物组成复杂多变，钙、镁等碱土金属元素从固相至液相的浸出速率缓慢，碳化过程中温度、湿度、二氧化碳浓度与压力等多因素协同耦合，二氧化碳在制品内部的传输扩散参差不齐，碳化产物在钢渣颗粒表面沉积包裹等原因，导致钢渣中大量含钙、镁矿物未被碳化，实际二氧化碳吸收量远低于理论最大值。碳化程度是表征矿物碳化效果最直接、最关键、最重要的指标，对碳化制品的矿物组成、微观形貌、力学性能、尺寸稳定性等多方面性能具有决定性影响。因此，如何提高碳化程度是碳化钢渣制品大规模推广应用的关键技术瓶颈。
4、申请号为202310146875.1的中国专利技术专利申请公开了一种高碳化程度、高强度的钢渣碳化砖及其制备方法，其特征在于利用激发剂、多孔材料、胶结
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，克服传统碳化钢渣制品碳化程度低、性能差的弊端，提供了一种既能显著增加co2固存量、又能大幅提高钢渣制品强度的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法。
2、本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，一种协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，包括以下步骤：
3、(1)将螯合剂与水按比例混合均匀，得到螯合剂溶液；
4、(2)将步骤(1)中螯合剂溶液作为拌合水，并与钢渣粉按比例混合均匀，得到混合的钢渣材料；
5、(3)将co2吸收剂按比例掺入步骤(2)中混合的钢渣材料中，并搅拌均匀，得到钢渣浆体；
6、(4)将步骤(3)中钢渣浆体注入模具，并压制成型、脱模，得到钢渣制品坯体；
7、(5)将步骤(4)中钢渣制品坯体放入碳化反应釜，进行固碳养护，得到碳化钢渣制品。
8、进一步，步骤(1)中，所述螯合剂为氨基羧酸类、羟基羧酸类、羟氨基羧酸类等金属离子螯合剂。
9、进一步，步骤(1)中，所述螯合剂掺量为钢渣原料质量的0.05％～1.5％(优选0.5-1.0％)。螯合剂用量过少会降低钢渣中钙、镁等碱土金属元素的浸出，不利于碳化程度的提升；螯合剂用量过多会导致与钙、镁等碱土金属元素形成的络合物性质过于稳定，无法进一步与co2反应，不利于碳化程度的提升。
10、进一步，步骤(1)中，螯合剂溶液的浓度需根据其在水中溶解度确定，一般推荐螯合剂浓度为0.01mol/l～0.2mol/l，螯合剂掺量为水质量的0.3％～7.5％。
11、进一步，步骤(2)中，所述拌合水质量为钢渣质量的10％～20％。
12、进一步，步骤(2)中，所述钢渣粉包括转炉渣、电炉渣、精炼渣等中的至少一种。其细度为200～400目。
13、进一步，步骤(3)中，所述co2吸收剂为醇胺类试剂，包括伯胺、仲胺、叔胺、混合胺等中的至少一种。
14、进一步，步骤(3)中，所述co2吸收剂掺量为钢渣原料质量的0.05％～2％(优选0.5-1.5％，更优选0.8-1.2％)。co2吸收剂用量过少会减缓对co2的吸收，降低液相碳酸氢根/碳酸根离子浓度，不利于碳化速度及碳化程度的提升；co2吸收剂用量过多会增加液相黏稠度，降低湍流强度，削弱气液间传质，不利于co2的吸收。
15、进一步，步骤(4)中，所述压制成型的成型压力为10～20mpa，压制时间为30～90秒。
16、进一步，步骤(5)中，所述固碳养护条件为温度18～100℃(优选20-25℃)，釜内压力0～0.5mpa，co2体积浓度10％～100％，养护时间8～24小时。固碳养护温度优选20-25℃，主要考虑节能降耗。在保证养护效果的前提下，室温或常温为最佳选择。
17、本专利技术使用的金属螯合剂可分为氨基羧酸类、羟基羧酸类、羟氨基羧酸类等，通常呈弱酸性，能够促进钢渣中矿物相的溶解，螯合钙、镁等金属离子，增加液相中可碳化元素的浸出量。但螯合剂与钙、镁离子形成的络合物在碱性环境下化学性质稳定，降低了钙、镁离子的反应活性，阻碍了碳化产物的结晶及沉淀。
18、本专利技术使用的co2吸收剂为醇胺类试剂，包括伯胺、仲胺、叔胺、混合胺等，通常呈弱碱性，具有优异的co2吸收能力。醇胺类试剂能够与co2反应，生成氨基甲酸盐等中间产物，并进一步转化为碳酸氢根/碳酸根，有利于碳化产物的结晶及沉淀。
19、研究表明，先在钢渣基材料中加入金属螯合剂，利用螯合作用促进钢渣矿物相中钙、镁等碱土金属元素由固相至液相的浸出，并与螯合剂形成较稳定的金属络合物，提高液相中潜在碳化物质的含量；再加入co2吸收剂，co2吸收剂的碳捕集作用，加速co2由气相到液相的扩散，提高固碳养护过程中co2的吸收量，提高液相中碳酸氢根/碳酸根浓度，降低溶液ph。酸性环境下，螯合剂与钙、镁离子形成的络合物逐渐解体，钙、镁离子与液相中高浓度的碳酸氢根/碳酸根反应，生成碳酸钙/碳酸镁沉淀。由于钙、镁离子浓度以及碳酸根/碳酸氢根离子浓度同时增加，使得碳化反应程度大幅增加，且金属螯合剂与co2吸收剂在固碳养护过程中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的螯合剂为氨基羧酸类、羟基羧酸类、羟氨基羧酸类等金属离子螯合剂。
3.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的螯合剂掺量为钢渣质量的0.05%~1.5%。
4.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的钢渣粉包括转炉渣、电炉渣、精炼渣中的至少一种，其细度为200~400目。
5.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的拌合水质量为钢渣质量的10%~20%。
6.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的CO2吸收剂为醇胺类试剂，包括伯胺、仲胺、叔胺、混合胺中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法
8.根据权利要求7所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：所述CO2吸收剂掺量为钢渣原料质量的0.5-1.5%。
9. 根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（4）中所述的压制成型，其成型压力为10~20 MPa，压制时间为30~90秒。
10.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（5）中所述的固碳养护条件为温度18~100℃，釜内压力0~0.5MPa，CO2体积浓度10%~100%，养护时间8~24小时。
...【技术特征摘要】
1.一种协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的螯合剂为氨基羧酸类、羟基羧酸类、羟氨基羧酸类等金属离子螯合剂。
3.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的螯合剂掺量为钢渣质量的0.05%~1.5%。
4.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的钢渣粉包括转炉渣、电炉渣、精炼渣中的至少一种，其细度为200~400目。
5.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的拌合水质量为钢渣质量的10%~20%。
6.根据权利要求1或2所述的协同增强矿物碳化作用制备钢渣制品的方法...
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