一種鋼渣高溫改性方法
【專(zhuān)利摘要】一種用富硅質(zhì)材料對(duì)轉(zhuǎn)爐鋼渣進(jìn)行高溫改性，并磁選分離除鐵獲得活性水泥熟料的方法，屬于轉(zhuǎn)爐鋼渣應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，主要用于水泥、混凝土方面。本發(fā)明包括如下幾個(gè)步驟：添加富硅質(zhì)材料的鋼渣在1500℃煅燒發(fā)生重構(gòu)反應(yīng)，于1250℃高溫取樣并急冷，然后再進(jìn)行磁選分離除鐵。消解了游離氧化鈣(f-CaO)，提高了鋼渣體積安定性；分解了鐵酸二鈣(C2F)，且磁選分離出部分含鐵礦物；提高了鋼渣尾渣中活性礦物硅酸二鈣(C2S)的含量，并獲得了含鐵量較高的煉鐵用材料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鋼渣高溫改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼渣高溫改性方法，主要涉及一種轉(zhuǎn)爐鋼渣高溫改性并磁選分離除鐵獲得活性水泥熟料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，轉(zhuǎn)爐鋼渣的大量排放與堆積，已造成嚴(yán)重的土地、環(huán)境污染，以及資源的浪費(fèi)。鋼渣中含有膠凝性硅酸鹽礦物硅酸三鈣(C3S)和硅酸二鈣(C2S),因此開(kāi)辟了鋼渣在水泥、混凝土方面的應(yīng)用。但鋼渣中硅酸鹽礦物含量很少，且晶粒較大、結(jié)構(gòu)致密，水化和膠凝活性差，因此其活性遠(yuǎn)低于水泥熟料，而鋼渣中鐵酸二鈣(C2F)和RO相的存在使得鋼渣的易磨性變差，游離氧化鈣(f-CaO)會(huì)導(dǎo)致鋼渣水泥膨脹、開(kāi)裂等體積安定性不良的問(wèn)題。
[0003]針對(duì)鋼渣體積安定性不良和膠凝活性不足等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已研究出不少解決方法。一些傳統(tǒng)的后端技術(shù)，如旨在提高鋼渣活性的化學(xué)激發(fā)、物理激發(fā)和熱力激發(fā)，但由于鋼渣本身硅酸鹽礦物含量不足，激發(fā)活性后的鋼渣仍不能滿足水泥強(qiáng)度的要求。最新研究的鋼渣高溫重構(gòu)改性技術(shù)，是將鋼渣與性能調(diào)節(jié)材料混合高溫重熔，通過(guò)重新反應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)鋼渣的礦物成分，但由此改性的鋼渣最多只能代替30~50%的水泥熟料，且摻加改性鋼渣的水泥強(qiáng)度不如純水泥熟料的強(qiáng)度高?？梢?jiàn)目前的研究，仍沒(méi)有實(shí)現(xiàn)鋼渣活性的顯著提聞，及在水泥中的大量應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種用富硅質(zhì)材料對(duì)鋼渣高溫重構(gòu)改性后，再進(jìn)行磁選分離除去含鐵物相，進(jìn)而獲得高活性易磨水泥熟料的方法。富硅質(zhì)材料的加入，在固定f-CaO和奪取C2F中CaO的同時(shí)還可生成活性礦物C2S或C3S,通過(guò)磁選將改性鋼渣中含鐵磁性礦物分離出來(lái)。磁選后尾渣中硅酸鹽礦物所占比例進(jìn)一步提高，且磁選出的磁性物質(zhì)含鐵量高，可作為煉鐵原料使用。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了最大限度利用轉(zhuǎn)爐鋼渣的目的。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將鋼渣與富硅質(zhì)材料粉磨混合，在高溫煅燒中重新發(fā)生反應(yīng)，使之生成更多的硅酸鹽礦物。之后再將重構(gòu)改性鋼渣進(jìn)行破碎、磨細(xì)、磁選，將含鐵礦物分離出來(lái)，從而可以達(dá)到提高鋼渣尾渣體積穩(wěn)定性和膠凝活性的效果。
[0007]發(fā)明特點(diǎn)
[0008]1.高溫下，利用富硅質(zhì)材料對(duì)鋼渣的化學(xué)成分和礦物成分進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高鋼渣的體積穩(wěn)定性和膠凝活性，減少了后期鋼渣的處理加工工藝。
[0009]2.所添加富硅質(zhì)材料中的SiO2，不僅可以固定f-CaO，還可奪取C2F中的CaO，生成新的含鐵物相和更多的C2s。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了降低f-CaO和C2F含量、提高活性礦物硅酸鹽含量的目的。
[0010]3.在鋼渣改性后增加磁選工藝，通過(guò)磁選選出鋼渣中含鐵物相，將大量鐵分離出，進(jìn)一步提高改性鋼渣中活性礦物硅酸鹽含量，且磁選出含鐵量高的物質(zhì)還可用作煉鐵原料使用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1實(shí)施例1改性渣的XRD圖譜；
[0012]圖2原鋼渣與摻8% S12的改性渣的磁性對(duì)比；
[0013]圖3 (a)磁選尾渣XRD圖譜(b)磁選精渣XRD圖譜；
[0014]圖4實(shí)施例2改性渣的XRD圖譜；
[0015]圖5原鋼渣與摻15%粉煤灰的改性渣的磁性對(duì)比；
[0016]圖6 (a)磁選尾渣XRD圖譜(b)磁選精渣XRD圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下是本發(fā)明的實(shí)施例:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)施方式，表1給出了實(shí)施例中涉及的鋼渣、粉煤灰的化學(xué)組成。
[0018]表1鋼渣及粉煤灰的化學(xué)成分Wt%
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種鋼渣高溫改性方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將鋼渣和富硅質(zhì)材料改性劑加入反應(yīng)爐中，升溫到1300~1600°C，煅燒20~30min ； (2)然后降溫到1100~1300°C，進(jìn)行保溫1.5~2.5h，保溫結(jié)束后將鋼渣取出，放入水中急冷，使渣樣由1100~1300°C迅速冷卻到室溫； (3)將取出的鋼渣進(jìn)行粉磨并磁選，采用磁選管將含鐵礦物磁選出來(lái)，得到含鐵礦物，并且得到磁選后鋼渣尾渣，其為具有活性水泥熟料的鋼渣尾渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋼渣為轉(zhuǎn)爐鋼渣，富硅質(zhì)材料改性劑中 SiO2含量不低于 50%，其他雜質(zhì)含量Al203〈30%,CaO<4%、Fe203〈5%、P205〈1 %、MgO〈l%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，富硅質(zhì)材料改性劑的質(zhì)量占鋼渣質(zhì)量的8%~15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將取出的鋼渣進(jìn)行粉磨后得到的鋼渣，其粒度為200目以上的含量大于70%，磁選工藝的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.148~0.176T。
【文檔編號(hào)】C04B7/147GK104016600SQ201410276645
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】楊景玲, 張梅, 盧忠飛, 郭敏, 張亮亮, 黃世爍, 劉詩(shī)誠(chéng), 彭犇, 郭冉, 李晉巖 申請(qǐng)人:中冶建筑研究總院有限公司, 北京科技大學(xué), 中冶節(jié)能環(huán)保有限責(zé)任公司