[发明专利]钢渣的活化方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种钢渣的活化方法。

背景技术

钢渣就是炼钢过程排出的熔渣。钢渣主要是金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬料和补炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料，如石灰石、白云石、铁矿石、硅石等。钢渣的主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁酸二钙、RO(R代表镁、铁、锰的氧化物，即FeO、MgO、MnO形成的固熔体)、游离石灰(fCaO)等。

世界各国的冶金工业，每生产1吨粗钢都会排放约130KG的钢渣，全世界每年排放钢渣量约1～1.5亿吨。我国国内积存钢渣已有1亿吨以上，且每年仍以数千万吨的排渣量递增，我国钢渣的利用率较低，约为10％。若不处理和综合利用，钢渣会占用越来越多的土地、污染环境、造成资源的浪费，影响钢铁工业的可持续发展。因此有必要对钢渣进行减量化、资源化和高价值综合利用研究。

目前，对钢渣的综合利用主要包括冶金、建筑材料、农业利用、工程应用等领域。在作为建筑材料方面，钢渣可用于生产水泥、用于筑路材料、用于建材生产(如生产砖、砌块)等。但由于钢渣中硅含量只有约9％，比水泥中的硅含量(20％～30％)要少得多，导致其水化活性低，用其进行制作的建筑材料不仅凝结时间长，而且强度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢渣的活化方法，用该方法处理得到的钢渣的活性指数能提高50％以上，用该方法处理得到的钢渣生产胶凝材料强度能提高一倍以上。

本发明所采用的技术方案为：

一种钢渣的活化方法，该方法包括以下操作步骤：

(1)将热闷钢渣在硅酸钠和铝酸钠的混合溶液浸泡15天，硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中硅酸钠含量为50％～90％、铝酸钠含量为10％～50％；

(2)将浸泡后的钢渣自然风干48小时；

(3)将自然风干后的钢渣加热至800℃，然后保温4小时；

(4)在自然条件下将钢渣冷却至室温，然后进行粉磨至细度达到比表面积大于450M²/Kg，得到活化钢渣微粉。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果：本发明的活化方法先将热闷钢渣在硅酸钠和铝酸钠溶液中充分浸泡，使溶液中的硅离子、铝离子渗透到钢渣(钢渣微孔含量大)内部，然后800℃温度下保温4小时，高温保温使钢渣内部游离形式的各种元素如硅离子、钙离子等进行反应生成高水化活性矿物，从而使形成的钢渣微粉活性指数提高50％以上，用其配制的胶凝材料强度提高一倍以上，从而有效满足建筑材料对抗折、抗压等强度的需求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明。

实施例1：

取热闷钢渣原料按照本发明活化方法进行处理：

(1)将热闷钢渣原料在硅酸钠和铝酸钠的混合溶液浸泡15天，硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中硅酸钠含量为80％、铝酸钠含量为20％；

(2)将浸泡后的钢渣自然风干48小时；

(3)将自然风干后的钢渣加热至800℃，然后保温4小时；

(4)在自然条件下将钢渣冷却至室温，然后进行粉磨(传统球磨方式)至细度达到比表面积大于450M²/Kg，得到活化钢渣微粉。

取活化钢渣微粉225克、PO42.5水泥225克、水225克、标准砂1350克，制成40x40x160mm试件，检测其活性指数：三天抗折强度为4.2MPa、抗压强度为22.7MPa，二十八天抗折强度为8.3MPa、抗压强度为44.1MPa。

对照例1：

取同实施例1的热闷钢渣原料，未经活化处理粉磨至细度达到比表面积大于450M²/Kg(粉磨方法同实施例1)，得到钢渣微粉。

取钢渣微粉225克、PO42.5水泥225克、水225克、标准砂1350克，制成40x40x160mm试件，检测其活性指数：三天抗折强度为1.8MPa、抗压强度为9.8MPa，二十八天抗折强度为5.2MPa、抗压强度为29.5MPa。

实施例2：

取热闷钢渣原料按照本发明活化方法进行处理：

(1)将热闷钢渣原料在硅酸钠和铝酸钠的混合溶液浸泡15天，硅酸钠和铝酸钠的混合溶液中硅酸钠含量为50％、铝酸钠含量为50％；

(2)将浸泡后的钢渣自然风干48小时；