[发明专利]一种高效节能矿渣微粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于资源与环境领域，属于工业固体废弃物高效资源化利用领域，涉及一种高效节能矿渣微粉的制备方法。本发明的目的是，使用国产化、大型化的装备任意生产S105、S95、S75各品质等级的矿渣微粉。在生产高比表面积矿渣微粉的同时，实现高产能、低能耗，并使生产厂区噪声降低及废气粉尘排放浓度均达到国家标准，为生产企业创造可观的经济效益和社会效益。 

背景技术

我国现进入一个重化工业高速发展的阶段，也是一个能源和资源极大耗费、生态环境遭到严重破坏的阶段，这是因重化工业自身特点决定的。随着我国经济发展的高速增长，基础建设中应用最多的硅酸盐水泥和矿渣水泥的生产，既带来极大的资源、能源消耗，又带来严重的环境污染，因此导致了我国建材行业现实的产业结构特征，是能源高消耗特征，能源消耗强度、碳排放量现居世界第一。其后果是建材行业产业结构的严重低度化，造成行业生产效率低下及高碳经济导致建材行业的发展不可持续性，这就警醒我们必须把科技创新摆在优先发展的战略地位。 

按照“十二五”我国科技发展基本目标“加快产业升级和产业转型升级”的要求及《国家中长期科学和技术发展纲要》精神，需充分发挥科技创新对转变经济发展方式的支撑引领作用，运用 科技力量推动经济发展方式转变，才能实现建材业从高能耗高污染向低能耗低污染的产业转型升级。因此，利用水淬粒化高炉矿渣高效节能生产矿渣微粉，并应用矿渣微粉替代水泥中部分熟料生产低碳水泥，降低水泥和混凝土制品生产企业成本，提高混凝土品质，配制新型高强度、高性能、高耐久性混凝土(HPC)，为国家节约不可再生的宝贵资源，减少废气排放和环境污染等，是利国利民之举，也是实现建材业产业转型和产业升级的重要途径之一。矿渣微粉作为绿色环保产品，其应用技术已被国家住房与城乡建设部确定为建筑业十项新技术之一。 

矿渣微粉是将粒化高炉矿渣经干燥、粉磨达到相当细度且符合活性指数要求的粉体，通过机械能活化和化学能活化充分发挥其潜在活性，成为一种高活性的辅助胶凝材料。矿渣微粉能改善混凝土性能，一方面是由于在碱性环境条件下矿渣活性被激发，矿渣中的SiO2、Al2O3与水泥水化产物Ca(OH)2形成水化硅酸钙等水化产物，进一步加速水泥水化反应的进程，改善水泥水化产物分布的均匀性，使水泥石结构更加致密，即活性效应。另一方面是矿渣微粉均匀分散于水泥浆体基相中，降低了水泥石的孔隙率，提高了水泥石的密实度，即填充效应，或称微集料效应。有实验数据表明，矿粉细度与颗粒分布均为影响矿渣微粉活性的重要因素。 

矿渣微粉目前主要用于水泥和混凝土中，既可以掺入水泥中改变水泥品种和性能，也可以直接掺入混凝土，使混凝土性能发 生较大变化。其主要特性，一是由于粉体颗粒被充分细化，会显著增加其表面能，故可以大幅度提高水泥和混凝土的强度，尤其是后期强度表现得更加明显；二是用于普通混凝土中，可节约水泥用量，降低混凝土生产成本；三是抑制混凝土的碱骨料反应，提高混凝土的耐久性；四是提高混凝土抗硫酸盐的侵蚀能力；五是改善混凝土的和易性与抗渗性；六是显著降低混凝土水泥水化的早期放热速度，抑制混凝土的绝对温升，减少大体积混凝土早期的温度应力，因此适合于配置大体积混凝土和新型高强度、高性能、高耐久性混凝土(HPC)。 

目前国内常用的适用于矿渣高细粉磨的几种工艺流程如下： 

1、高细管磨机一级开路流程 

优点：技术要求低，矿粉比表面积颗粒形貌好，能生产S75矿粉，一次性投资低，维修方便，操作简单。 

缺点：能耗高，产量低，无法生产高品质等级的S95、S105矿粉，只适用于小规模的齿轮式边缘传动的小型磨机。 

2、普通球磨机一级闭路流程 

优点：技术成熟、投资小、见效快，生产矿渣微粉时细度调节比较灵活。 

缺点：矿渣微粉的颗粒分布较窄，产能不高、规模不大，特别是生产高比表面积矿粉时产量低，能耗高，不经济。 

3、立式磨粉磨流程 

优点：该系统流程简单，烘干、粉磨、选粉等全部工艺过程 均在立式辊磨机内完成；烘干能力强，矿渣水分可达20％；在生产S75矿粉时较经济。 

缺点：一是料床稳定性不好，易引起机体振动；二是辊磨和磨盘的磨损大；三是矿粉颗粒分布及形貌较差，各龄期水化活性指数偏低。四是生产高比表面矿粉时很困难或不可能，如生产其电耗将大幅度上升很不经济；五是立磨生产出的矿渣微粉在市场中的价格明显低于球磨产品价格；六是投资大，维修费用高。