高爐重礦渣保溫陶粒及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金渣處理及資源化利用技術領域，具體地指一種高爐重礦渣保溫陶粒及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來，陶粒作為一種新型建材產業(yè)，發(fā)展勢頭勁猛。這主要表現為:
[0003]I)使用的原材料突破了石渣(人工砂或河砂)，逐漸研發(fā)了粉煤灰、煤渣灰、建筑垃圾、高爐渣、冶金尾礦等工業(yè)廢渣；
[0004]2)制備方法也出現了燒結型、高溫熱脹型和免燒型；
[0005]3)應用領域從最初的砌塊和輕集料混凝土，到污水處理濾料、無土栽培、綠化、透水混凝土等眾多領域，充分發(fā)揮了陶粒所具備的質輕、密實、保溫隔熱、透水等眾多優(yōu)良性能，有力地推進了我國新型無機材料的發(fā)展。
[0006]高爐礦渣是高爐冶煉生鐵過程中所產生的固體廢渣。根據排渣處理方式的不同，高爐礦渣可分為高爐水(淬)渣(簡稱水渣)和高爐重礦渣(簡稱重礦渣)兩大類。當熔融狀態(tài)的高爐礦渣經水淬驟冷成粒狀礦渣時，稱為高爐水渣；而在空氣中慢慢冷卻或淋適量水冷卻形成較致密的塊狀硬礦渣稱為高爐重礦渣。水渣是生產水泥的重要原料，而重礦渣經加工軋制，破碎、篩分成不同粒徑，僅代替碎石作建筑材料廣泛使用。目前我國煉鐵廠年產重礦渣約9000萬噸。不僅污染了環(huán)境，占用了耕地，還浪費了大量的人力和物力，已形成了明顯的社會公害。
[0007]經過分析可知，包鋼高爐重渣中含有大量的鈣、鎂、鋁、硅等的氧化物，占總量的95%以上，它們或具有較高的建材價值，或具有較高的冶金價值。但是，由于結晶方式不同高爐重礦渣活性成分較低，基本上不含玻璃體成分而不能像水渣一樣廣泛應用于水泥和混凝土，從而高爐重礦渣綜合利用率不高，堆積嚴重。但是其含有少量的鐵氧化物可以降低燒成溫度，其本身的化學成分滿足陶粒生產的需要，高爐重礦渣是生產陶粒的十分理想的材料。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種高爐重礦渣保溫陶粒及其制備方法，該陶粒具有保溫、抗震、抗凍、耐火等性能，可以用于制備空心砌塊，同時從而解決了目前高爐重礦渣堆積而污染環(huán)境的問題，使提高高爐重礦渣利用的附加值。
[0009]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的一種高爐重礦渣保溫陶粒，所述陶粒的原料按照重量份數比計包括:55?75份的高爐重礦渣尾渣、15?25份的混合材、I?25份的粘合劑、I?2份的膨脹劑和8?15份的水；其中，混合材選自鋼渣粉、水渣粉和錳渣粉。
[0010]進一步地，所述混合材中鋼渣粉、水渣粉和錳渣粉的重量比為1:1?3:1?3。
[0011]再進一步地，所述陶粒的原料按照重量份數比計包括:60?70份的高爐重礦渣尾渣、15?25份的混合材、10?25份的粘合劑、I?2份的膨脹劑和10?15份的水；其中，混合材由鋼渣粉、水渣粉和錳渣粉組成，并且，鋼渣粉、水渣粉和錳渣粉的重量比為1:1:1。
[0012]再進一步地，所述高爐重礦渣尾渣為高爐重礦渣經過磁選后的尾渣，其金屬鐵含量小于1%，平均粒徑< 9.5mm。
[0013]再進一步地，所述粘結劑為水渣粉、硅酸鹽水泥、石灰、電石廢渣和工業(yè)石膏中的任意一種或幾種。
[0014]再進一步地，所述的膨脹劑為氧化鋁粉、碳酸鹽、炭粉、十二烷基硫酸鈉中的任意一種或幾種。
[0015]再進一步地，所述陶粒的原料還包括I?2份的植物纖維素，其中，所述植物纖維素為造紙廢液殘渣、甘蔗殘渣、稻草秸桿中的任意一種或幾種。
[0016]再進一步地，所述陶粒的原料按照重量份數比計包括:65份的高爐重礦渣尾渣、20份的混合材、12份的電石廢渣，I份的造紙廢液殘渣、2份的氧化鋁粉；其中，鋼渣粉、水渣粉和錳渣粉的重量比為1:1:1。
[0017]本發(fā)明還提供了一種高爐重礦渣保溫陶粒的制備方法，包括以下步驟:
[0018]I)原料按照重量份數比計稱取包括:高爐重礦渣尾渣、混合材、粘合劑、膨脹劑和水，備用；
[0019]2)將高爐重礦渣尾渣、混合材、粘合劑和膨脹劑混合均勻，并混磨成200?350目粉末，然后攪拌15?25min，得到混合粉末；
[0020]3)向混合粉末中加入水；在攪拌速度為150?250r/min條件下，攪拌15?25min ;得到混合物；造球得到球形粒狀生料，粒徑為2?15mm ;
[0021]4)將所得球形生料進入干燥系統(tǒng)，提升球團溫度至50?70°C后，再進行烘干，然后進入回轉窯內，在600?750°C生燒45?lOOmin，最后在1150?1450°C高溫焙燒20?45min，經冷卻后即得高爐重礦渣保溫陶粒。
[0022]在上述技術方案中，所述步驟4)中，烘干的溫度125?250°C，烘干時間90?IlOmin0
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]I)本發(fā)明將大摻量地利用了高爐重礦渣作為合成陶粒的部分原料，使得高爐重礦渣得以回收利用，而且有效降低了砌塊用陶粒的生產成本，同時使高爐重礦渣得到資源化利用;
[0025]2)本發(fā)明制備鋼渣陶粒堆積密度小于600kg/m3，抗壓強度大于2.5MPa，適合于生產輕質墻板；
[0026]3)本發(fā)明采用的主要原料高爐重礦渣中含有鐵的氧化物，在高溫焙燒時可以降低焙燒溫度，從而相對節(jié)省了能源。
【具體實施方式】
[0027]為了更好地解釋本發(fā)明，以下結合具體實施例進一步闡明本發(fā)明的主要內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于以下實施例。
[0028]實施例1
[0029]稱取75份的高爐重礦渣尾渣、5份的鋼渣粉、5份的水渣粉、5份的錳渣粉、7份的水渣粉，2份的造紙廢液殘渣、I份的氧化鋁粉，在研磨機中混磨成250目粉末，然后在攪拌機里攪拌20min，均勾后稱取水10份加入，在攪拌機中再混合攪拌15min，攪拌速度為250r/min，混勻得混合物；然后高壓對輥壓球機上造球得到球形粒狀生料，粒徑為5_ ;將所得球形生料進入干燥系統(tǒng)，提升球團溫度至70°C后，再進行烘干，烘干爐溫度200°C，烘干時間90min。然后進入回轉窯進行650°C生燒lOOmin，最后在1250°C高溫焙燒20min，經冷卻后即得高爐重礦渣陶粒I。
[0030]高爐重礦渣尾渣為高爐重礦渣經過磁選后的尾渣，其金屬鐵含量小于I %，平均粒徑為< 9.5_。
[0031]在獲取所述高爐重礦渣保溫陶粒I之后，對所述高爐重礦渣保溫陶粒的堆積密度、抗壓強度和Ih吸水率等性能指標進行測量，測量獲取所述高爐重礦渣保溫陶粒的堆積密度為325kg/m3，抗壓強度為3.5MPa，Ih吸水率為3.35%，各項性能指標優(yōu)良。
[0032]高爐重礦渣尾渣的使用率提高，從而能夠有效降低陶粒生產成本，而且生產出的陶粒性能優(yōu)良，保溫性能好。
[0033]實施例2
[0034]稱取72份的高爐重礦渣尾渣、5份的鋼渣粉、5份的水渣粉、5份的錳渣粉、5份的水渣粉和5份的硅酸鹽水泥，I份的稻草秸桿、2份的氧化鋁粉，在研磨機中混磨成250目粉末，然后在攪拌機里攪拌15min，均勾后稱取水10份加入，在攪拌機中再混合攪拌15min，攪拌速度為200r/min，混勻得混合物；然后高壓對輥壓球機上造球得到球形粒狀生料，粒徑為5mm ;將所得球形生料進入干燥系統(tǒng)，提升球團溫度至70°C后，再進行烘干，烘干爐溫度200°C，烘干時間lOOmin。然后進入回轉窯進行650°C生燒90min，最后在1150°C高溫焙燒25min，經冷卻后即得高爐重礦渣陶粒2。
[0035]高爐重礦渣尾渣為高爐重礦渣經過磁選后的尾渣，其金屬鐵含量小于I %，平均粒徑為< 9.5_。
[0036]在獲取高爐重礦渣保溫陶粒2之后，對所述高爐重礦渣保溫陶粒的堆積密度、抗壓強度和Ih吸水率等性能指標進行測量，測量獲取所述高爐重礦渣保溫陶粒的堆積密度為471kg/m3，抗壓強度為3.9MPa，Ih吸水率為2.01 %，各項性能指標優(yōu)良。
[0037]高爐重礦渣尾渣的使用率提高，從而能夠有效降低陶粒生產成本，而且生產出的陶粒性能優(yōu)良，保溫性能好。
[0038]實施例3
[0039]稱取70份的高爐重礦渣尾渣、20份的鋼渣粉、8份的石灰，2份的炭粉，在研磨機中混磨成250目粉末，然后在攪拌機里攪拌20min，均勻后稱取水11份加入，在攪拌機中再混合攪拌lOmin，攪拌速度為250r/min