[发明专利]高炉重矿渣保温陶粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金渣处理及资源化利用技术领域，具体地指一种高炉重矿渣保温陶粒及其制备方法。

背景技术

近年来，陶粒作为一种新型建材产业，发展势头劲猛。这主要表现为：

1)使用的原材料突破了石渣(人工砂或河砂)，逐渐研发了粉煤灰、煤渣灰、建筑垃圾、高炉渣、冶金尾矿等工业废渣；

2)制备方法也出现了烧结型、高温热胀型和免烧型；

3)应用领域从最初的砌块和轻集料混凝土，到污水处理滤料、无土栽培、绿化、透水混凝土等众多领域，充分发挥了陶粒所具备的质轻、密实、保温隔热、透水等众多优良性能，有力地推进了我国新型无机材料的发展。

高炉矿渣是高炉冶炼生铁过程中所产生的固体废渣。根据排渣处理方式的不同，高炉矿渣可分为高炉水(淬)渣(简称水渣)和高炉重矿渣(简称重矿渣)两大类。当熔融状态的高炉矿渣经水淬骤冷成粒状矿渣时，称为高炉水渣；而在空气中慢慢冷却或淋适量水冷却形成较致密的块状硬矿渣称为高炉重矿渣。水渣是生产水泥的重要原料，而重矿渣经加工轧制，破碎、筛分成不同粒径，仅代替碎石作建筑材料广泛使用。目前我国炼铁厂年产重矿渣约9000万吨。不仅污染了环境，占用了耕地，还浪费了大量的人力和物力，已形成了明显的社会公害。

经过分析可知，包钢高炉重渣中含有大量的钙、镁、铝、硅等的氧化物，占总量的95％以上，它们或具有较高的建材价值，或具有较高的冶金价值。但是，由于结晶方式不同高炉重矿渣活性成分较低，基本上不含玻璃体成分而不能像水渣一样广泛应用于水泥和混凝土，从而高炉重矿渣综合利用率不高，堆积严重。但是其含有少量的铁氧化物可以降低烧成温度，其本身的化学成分满足陶粒生产的需要，高炉重矿渣是生产陶粒的十分理想的材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种高炉重矿渣保温陶粒及其制备方法，该陶粒具有保温、抗震、抗冻、耐火等性能，可以用于制备空心砌块，同时从而解决了目前高炉重矿渣堆积而污染环境的问题，使提高高炉重矿渣利用的附加值。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种高炉重矿渣保温陶粒，所述陶粒的原料按照重量份数比计包括：55～75份的高炉重矿渣尾渣、15～25份的混合材、1～25份的粘合剂、1～2份的膨胀剂和8～15份的水；其中，混合材选自钢渣粉、水渣粉和锰渣粉。

进一步地，所述混合材中钢渣粉、水渣粉和锰渣粉的重量比为1∶1～3∶1～3。

再进一步地，所述陶粒的原料按照重量份数比计包括：60～70份的高炉重矿渣尾渣、15～25份的混合材、10～25份的粘合剂、1～2份的膨胀剂和10～15份的水；其中，混合材由钢渣粉、水渣粉和锰渣粉组成，并且，钢渣粉、水渣粉和锰渣粉的重量比为1∶1∶1。

再进一步地，所述高炉重矿渣尾渣为高炉重矿渣经过磁选后的尾渣，其金属铁含量小于1％，平均粒径≤9.5mm。

再进一步地，所述粘结剂为水渣粉、硅酸盐水泥、石灰、电石废渣和工业石膏中的任意一种或几种。

再进一步地，所述的膨胀剂为氧化铝粉、碳酸盐、炭粉、十二烷基硫酸钠中的任意一种或几种。

再进一步地，所述陶粒的原料还包括1～2份的植物纤维素，其中，所述植物纤维素为造纸废液残渣、甘蔗残渣、稻草秸秆中的任意一种或几种。

再进一步地，所述陶粒的原料按照重量份数比计包括：65份的高炉重矿渣尾渣、20份的混合材、12份的电石废渣，1份的造纸废液残渣、2份的氧化铝粉；其中，钢渣粉、水渣粉和锰渣粉的重量比为1∶1∶1。

本发明还提供了一种高炉重矿渣保温陶粒的制备方法，包括以下步骤：

1)原料按照重量份数比计称取包括：高炉重矿渣尾渣、混合材、粘合剂、膨胀剂和水，备用；

2)将高炉重矿渣尾渣、混合材、粘合剂和膨胀剂混合均匀，并混磨成200～350目粉末，然后搅拌15～25min，得到混合粉末；

3)向混合粉末中加入水；在搅拌速度为150～250r/min条件下，搅拌15～25min；得到混合物；造球得到球形粒状生料，粒径为2～15mm；

4)将所得球形生料进入干燥系统，提升球团温度至50～70℃后，再进行烘干，然后进入回转窑内，在600～750℃生烧45～100min，最后在1150～1450℃高温焙烧20～45min，经冷却后即得高炉重矿渣保温陶粒。

在上述技术方案中，所述步骤4)中，烘干的温度125～250℃，烘干时间90～110min。

本发明的有益效果在于：