[发明专利]一种钢渣基碳化材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种钢渣基碳化材料及其制备方法和应用。所述钢渣基碳化材料的制备方法包括如下步骤：在钢渣中加入干炉渣、石英砂尾矿、粉煤灰、石粉、矿粉、硅灰和脱硫石膏，并混合均匀得到钢渣混合物，再加入增强剂并研磨混匀，得到拌合物；将拌合物压制成所需的坯体，然后进行碳化处理后烘干，即制备得到所述钢渣基碳化材料。本发明利用工业废料钢渣、炉渣和粉煤灰等复配料制备得到了高性能碳化制品，解决了钢渣占地、利用率低的问题，同时，碳化时吸收和固定工业废气排放的二氧化碳，绿色环保。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种钢渣基碳化材料及其制备方法和应用。

背景技术

钢渣原为炼钢过程的产生的废渣，是生铁中的少量的金属元素和硅、硫等杂质在煅烧过程中形成的各种氧化物，主要分为电炉钢渣、平炉钢渣和转炉钢渣3种。钢渣中含有硅酸二钙、硅酸三钙、氧化钙和氧化镁等成分，使用合适的处理工艺和制备方法，便可以将钢渣变废为宝，充分利用。

科技发展带来的化石燃料的燃烧和排放，加剧了温室效应。因此，亟需一种既能解决钢渣的不合理利用又能解决二氧化碳排放的实施方案，进而减少污染并提高资源的利用率。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提出一种钢渣基碳化材料及其制备方法和应用，解决了钢渣的不合理利用和二氧化碳的排放问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种钢渣基碳化材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)在钢渣中加入干炉渣、石英砂尾矿、粉煤灰、石粉、矿粉、硅灰和脱硫石膏，并混合均匀得到钢渣混合物，再加入增强剂并研磨混匀，得到拌合物；按质量百分数计，钢渣混合物中，钢渣85～93％、干炉渣1～5％，石英砂尾矿1～5％、粉煤灰1～5％、石粉0.4～3％、矿粉0.4～3％、硅灰0.2～3％和脱硫石膏0.2～3％；

(2)将步骤(1)制备得到的拌合物压制成所需的坯体，然后进行碳化处理后烘干，即制备得到所述钢渣基碳化材料。

优选的，步骤(1)所述增强剂加入的质量占钢渣的2.6～12％。

优选的，步骤(1)所述增强剂为碳酸氢钠、柠檬酸、焦磷酸钠、硫酸镁和丁二醇中的至少一种。

优选的，步骤(1)所述增强剂使用时需配置成浓度为5～20wt％的溶液。

优选的，步骤(1)所述钢渣为转炉钢渣、平炉钢渣和电炉钢渣中的至少一种。

优选的，步骤(1)所述钢渣的粒径为60目～200目。

优选的，步骤(1)所述干炉渣和石英砂尾矿的粒径为60目～100目。

优选的，步骤(1)所述石粉为白云石粉，其目数为200目；所述矿粉为s140 级矿粉。

优选的，步骤(2)所述压制的压强在8MPa～30MPa，保压时间在60s～300s。

优选的，步骤(2)所述碳化处理的碳化压力为0.05MPa～0.5MPa、碳化浓度为10％～100％，碳化时间为2h～72h。碳化处理时的相对湿度为32～98％。

上述一种钢渣基碳化材料的制备方法制备得到的钢渣基碳化材料。

上述钢渣基碳化材料在制备建筑材料中的应用。

本发明涉及的机理：