[发明专利]一种免烧型钢渣微孔滤球及其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种免烧型钢渣微孔滤球及其制备方法及其应用，该免烧型钢渣微孔滤球，主要由以下重量百分比的原料所制成：钢渣：50～60％；水泥：25～35％；二水石膏：4～6％；硅酸钠：10～20％。本发明利用钢渣替代天然传统原料所制备滤球，将其变废为宝，进行资源化利用，并采用一种无需高温煅烧、能耗低的免烧工艺，所制钢渣微孔滤球替代鹅卵石应用于高炉底滤法水冲渣工艺过滤池中、路面铺设、园林和建筑等领域，可降低成本，提高废物利用率，有效减少自然资源的消耗，防治破坏生态环境。本发明的免烧型钢渣微孔滤球具有良好的性能，同时采用免烧工艺其生产能耗低，符合国家节能减排，绿色发展的环保政策。

技术领域

本发明属于资源再利用领域，具体涉及一种免烧型钢渣微孔滤球及其制备方法及其应用。

背景技术

中国是世界钢铁生产第一大国，据统计，2018年中国粗钢产量高达9.28亿吨。钢渣是炼钢工程中排出的废渣，其排出量约占粗钢产量的15％～20％，中国的钢渣量仍是世界上最多的。由于钢渣中含有锌、铬、镉、砷等多种金属元素，大量的堆积不仅会占用大量土地资源，还会经雨水淋洗而污染土壤，或随雨水渗入地下严重污染水源。如何有效地利用钢渣受到越来越多的关注。高炉底滤法水冲渣工艺的过滤池中、路面铺设、园林和建筑等领域所用的鹅卵石主要来自于河床等自然界，大量开采会对河床及自然生态环境造成极大的破坏，随着国家对环保的日益重视，这种大量消耗自然资源的行为将会逐渐禁止。

目前，一些学者将粘土、污泥等作为原料，通过高温烧结工艺制备滤球，而利用钢渣类工业固体废弃物作为原料，通过免烧工艺制备滤球的方法尚未见报道。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种免烧型钢渣微孔滤球，本发明用钢渣制备微孔滤球以代替天然鹅卵石，将其变废为宝，进行资源化利用，并采用一种无需高温煅烧、能耗低的免烧工艺，所制钢渣微孔滤球具有良好的综合性能。本发明避免了传统烧结工艺需要高温煅烧、能源消耗大；工艺复杂，需要回转窑炉等设备，成本较高等缺陷；免烧工艺因其工艺流程简单、能耗低等优势，具有良好的发展前景。

本发明还提供免烧型钢渣微孔滤球的制备方法及其应用。

技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种免烧型钢渣微孔滤球，主要由以下重量百分比的原料所制成：钢渣：50～60％；水泥：25～35％；二水石膏：4～6％；硅酸钠：10～20％。

作为优选，所述的免烧型钢渣微孔滤球，主要由以下重量百分比的原料所制成：钢渣：50～55％；水泥：25～32％；二水石膏：4～5％；硅酸钠：10～15％。

其中，所述水泥和二水石膏的粒度均大于等于60目。

作为优选，所述水泥为42.5R级硅酸盐水泥；所述石膏为普通市售二水石膏；所述硅酸钠为分析纯AR级。

本发明所述的免烧型钢渣微孔滤球的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料：将钢渣经破碎、粉磨处理，过60目筛，取筛下物备用；

(2)配料：将水泥、二水石膏和硅酸钠按比例加入过筛后钢渣粉料中，搅拌均匀后添加水混合均匀至形成粘稠坯料；

(3)挤出成型：混合均匀后的坯料经挤压造粒机造粒形成颗粒状初坯，颗粒状初坯滚至近球状形成滤球；

(4)养护：将成型后的滤球在室温中静置干燥后，放入养护箱中保水自然养护，即可得到免烧型钢渣微孔滤球。

作为优选，所述步骤(3)中颗粒状初坯的直径为5-20mm，滤球直径为5-20mm。

其中，所述步骤(4)中微孔滤球在室温中静置干燥时间为18～24h；自然养护时间为21～28d，温度21～26℃，湿度90％～95％。