[发明专利]一种微生物预处置钢渣的方法

说明书

本发明公开了一种基于微生物预处置钢渣的方法，包括如下步骤：1)制备微生物菌液：按培养基质量分数为2％将巴氏芽孢杆菌接种到灭菌后的培养基中，pH控制在6～8，在恒温振荡培养箱中培养12～24h，得到浓度为10⁷～10⁸个/mL菌液待用；再将6.01～24.04g尿素加入到上述菌液中，搅拌均匀，继续恒温振荡培养0.5～1h，获得微生物菌液，取出待用；2)浸泡：将钢渣浸泡在装有微生物菌液的烧杯中，浸泡时间为12～72h。本发明一方面使钢渣安定性合格达到预处置的效果，另一方面使钢渣可作为一种合格的骨料应用于混凝土工程中，可有效避免传统方式处置钢渣周期长、稳定性差、工艺复杂等问题。

技术领域

本发明涉及微生物学科、材料学科和土木工程领域的交叉科学技术领域，特别是涉及一种微生物预处置钢渣的方法。

背景技术

随着钢铁产量的增加，炼钢过程产生的固体废弃物也逐年增加。目前我国钢渣的回收率可达80％，钢渣综合利用率却仅为20％。大量的钢渣处于堆积状态，仅少量钢渣用于水泥辅助材料、道路基层、回填材料等。2018年，《中华人民共和国环境保护税法》正式实施，钢铁行业面临冶金渣排放25元/t的环保税压力，2019年发改委发布《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》，明确提出要提高钢渣的综合利用率。建材化利用是消纳钢渣的重要途径，但需要解决钢渣稳定性差的问题。

某小区多栋楼房的内墙、外立面出现不同程度的鼓包、崩落等问题，因将未处理的钢渣作为骨料掺入混凝土中，钢渣内部的游离氧化钙颗粒会吸水膨胀，产生不均匀的体积变化，使结构物产生鼓包、开裂、弯曲现象，给居民的生活带来严重的安全隐患。同样的事故还发生在我国多个城市，在混凝土圈内“谈渣色变”被广为流传。

钢渣与石子相比，具有抗压强度高、密度高、硬度大、易磨指数更低等优点，因此钢渣骨料可作为天然骨料的替代品应用于混凝土中。研究表明，掺入钢渣骨料的混凝土具有更高的抗压强度和耐水性。若将钢渣安定性问题解决，则会在土木工程材料和混凝土领域中有独特的前景。

传统的钢渣处置方法在实际工程中无法满足稳定性的要求，亟需提供一种技术先进、绿色环保、能耗低的方法。推广先进的钢渣处理工艺，不仅推动钢铁行业的绿色可持续发展，对社会环境也有着重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种低成本、低资源消耗、绿色环保、工艺简单、周期短的微生物预处置钢渣的方法，本方法由于微生物的加入，加速钢渣中游离氧化钙等矿物的溶出与转化，使得处置后的钢渣骨料f-CaO含量低，使处置后的钢渣体积安定性良好，安定性满足要求，后期可作为钢渣骨料应用于混凝土中。

本发明是这样实现的，一种基于微生物预处置钢渣的方法，包括如下步骤：

1)制备微生物菌液：

将巴氏芽孢杆菌按培养基2％的质量分数接种到灭菌后的培养基中，pH控制在6～8，在恒温振荡培养箱中培养12～24h，得到浓度为10⁷～10⁸个/mL菌液待用；

再将6.01g～24.04g的尿素加入到上述菌液中，搅拌均匀，继续恒温振荡培养0.5～1h，获得微生物菌液，取出待用。

2)浸泡：

将钢渣浸泡在装有微生物菌液的烧杯中，浸泡时间为12～72h。

优选的，每升培养基中含有4～7g牛肉膏、3～9g蛋白胨。

优选的，所述恒温振荡培养箱中养护的条件为：在温度为32℃～38℃，转速为160～180r/min的条件下养护。

优选的，浸泡时，微生物菌液与钢渣按照质量比为0.2～1.25的比例混合。

优选的，所述钢渣为经筛分机筛选后，选用粒径为4.75～9.5mm的钢渣。