[发明专利]一种钢渣陶粒及其制备方法

说明书

本发明涉及冶金渣处理及资源化利用领域，尤其涉及一种钢渣陶粒及其制备方法。本发明针对现有钢渣制备陶粒工艺中，钢渣利用率低、烧结温度高等问题，提供一种可充分利用钢渣资源并可达到节能效果的钢渣陶粒及制备方法。本发明的钢渣陶粒，以工业固体废弃物钢渣为主要原料，提高了钢渣的利用率；同时粉煤灰和增强剂的加入增强了钢渣陶粒的强度、助熔剂的加入降低了钢渣陶粒的烧结温度，降低能耗；粘结剂的加入降低了钢渣的造粒难度，增加了陶粒素坯的强度；整形覆膜粉的加入也降低了陶粒的吸水率。本发明采用“球磨‑筛分‑造粒‑整形‑烧结”的制备工艺，其工艺步骤简单，通过各原料之间的相互作用，可有效降低烧结温度，节约能源。

技术领域

本发明涉及冶金渣处理及资源化利用领域，尤其涉及一种钢渣陶粒及其制备方法。

背景技术

随着钢铁工业生产技术的快速发展和提高，钢产量迅速增加，伴随产生大量的固体废弃物，包括尾矿、冶炼渣、尘泥、粉煤灰和炉渣及工业垃圾等固体废物，其中钢渣和铁渣就占41％。钢渣的堆放不仅占用了大量农田、污染了环境，而且常常由于堆放地的限制造成排渣不畅，影响钢铁企业的正常生产。

陶粒是一种轻质高强的骨料，具有容重小、强度高、粒径可分多级、孔洞丰富等特点，可代替石子作为混凝土中的骨料，有助于减轻建筑物结构重量。现有技术中，出现了利用钢渣来制备陶粒的方案，其中公开号为CN107304126A的专利提到了用钢渣制备陶粒，钢渣的添加量为15-55份，添加量较少；且烧结温度在 1390℃以上，烧结温度过高，浪费能源。而公开号为CN104649703A的专利提供一种利用转炉钢渣水洗球磨泥生产陶粒的方法，钢渣的添加量仍过少，且烧结温度偏高，同时球磨细度偏细，导致球磨时间增长，增加成本，浪费能源。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种可充分利用钢渣资源并可降低烧结温度来达到节能效果的钢渣陶粒及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种钢渣陶粒，由以下质量分数的原料制备而成：钢渣60-80wt％，粉煤灰 10-20wt％，粘结剂1-5wt％，助熔剂3-7wt％，增强剂2-8wt％，整形覆膜粉0.5- 6wt％。

进一步的，整形覆膜粉由粉煤灰、钠长石、钾长石、锰粉、硅灰、煅烧高岭土中的几种混合而成。

进一步的，整形覆膜粉由60-80重量份粉煤灰、0-10重量份钠长石、0-10重量份钾长石、1-5重量份锰粉、1-5重量份硅灰和5-15重量份煅烧高岭土混合而成。

进一步的，整形覆膜粉的粒径≤74μm的颗粒占比95％以上。

进一步的，钢渣的粒径为小于150μm的颗粒占比70％以上，且不大于500μm。综合成本及性能，优选的，钢渣的粒径满足以下要求：500μm以上占比0％，200 -500μm占比0-5％，150-200μm占比5-15％，100-150μm占比20-40％,60-100μm占比20-40％，60μm以下占比5-10％。

进一步的，粘结剂为广州白泥、黑泥、PVA中的一种或多种。

进一步的，助熔剂为滑石、钠长石、钾长石、蛭石、珍珠岩、废旧玻璃中的一种或多种。助熔剂的加入降低了钢渣陶粒的烧结温度，有利于降低能耗，减少生产成本。

进一步的，增强剂为铝矾土、锰粉、硅灰、煅烧高岭土中的一种或多种。

进一步的，粉煤灰符合国家二级粉煤灰的要求：细度(0.045mm方孔筛筛余量)不大于45.0％；标准稠度用水量不大于58.0％；烧失量不大于12.0％。粉煤灰作为钢渣陶粒的原料和整形覆膜粉的原料，实现了粉煤灰固废的有效利用，也增加了固废的协同处理。

本发明还公开了一种上述钢渣陶粒的制备方法，包括以下步骤：