[发明专利]一种还原调质剂及其在处理钢渣中的应用

说明书

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种还原调质剂及其在处理钢渣中的应用。所述还原调质剂包括35‑90wt％的含碳组分；所述含碳组分中，固定碳≥40.0wt％，挥发分≤50.0wt％，灰分≤10.0wt％；所述还原调质剂还包括萤石；所述含碳组分和所述萤石的质量比为(35‑90)：(2‑40)。本发明提供的还原调质剂不仅可以使钢渣在较低的温度下发生化学反应，还原回收有价金属铁资源，还可以获得胶凝活性高且无安定性问题的调质钢渣作为建材资源利用，可实现钢渣整体的全量化无废利用，有助于提高钢渣的规模化综合利用。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种还原调质剂及其在处理钢渣中的应用。

背景技术

钢渣是炼钢过程中产生的废渣，它是在炼钢过程中副产形成的以硅酸盐和铁酸盐等矿物相的多相多组分固体废弃物。目前钢渣堆存量大，并且其产量还在与日俱增，但钢渣的综合利用率却不足30％。钢渣的大量堆存不仅占用了土地，而且对环境造成了严重污染。现阶段，做为函需无害化、减量化处理和综合利用的大宗工业固体废弃物，钢渣的资源化利用已迫在眉睫。

如何真正实现钢渣的深度处理、高效利用以及“零排放”，一直是相关科学和技术工作者努力的方向。目前，针对钢渣开展的综合利用主要包括钢厂内部做烧结料、道路工程材料、回填、用于水泥生料配料、用于水泥混合材和混凝土掺和料等。但是整体来看，钢渣的综合利用率仍处在较低的水平。

在钢渣建材化利用领域，由于钢渣粉胶凝活性低、安定性不良等问题，严重制约了其作为活性矿物掺和料在水泥和混凝土中的大规模应用。出现上述问题的原因主要在于：现有钢渣的建材化处理方法主要包括物理活化法、化学活化法及热活化法等，但上述方法均属于后端治理的方法，所利用的钢渣一般都是先经过热泼或者热闷处理、然后采用磁选之后的钢渣尾渣，这样处理之后的钢渣中仍然含有3.0％左右的游离氧化钙，存在建材安定性的利用问题；同时，磁选后的钢渣尾渣虽然金属铁含量明显减少，但仍然含有大量的铁以铁氧化物惰性矿物的形式存在于钢渣尾渣中，这种形式存在的铁矿相在钢渣尾渣被后端建材利用时对其胶凝活性产生不利影响，并且这种存在形式使其中的铁无法得到有效的回收利用，造成了巨大的金属铁资源浪费。综合来看，现有钢渣的处理方法对其胶凝活性的提升效果有限，均存在一定的局限性，无法从根本上改变钢渣的胶凝性能，钢渣在水泥混凝土中的整体规模化利用问题仍未得到妥善解决。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种还原调质剂，该还原调质剂能够在较低的温度下与钢渣发生化学反应，所得调质钢渣中，具有胶凝活性的矿物相组成提高，引起安定性不良的游离氧化钙含量降低，除此之外，还可以还原回收出金属铁资源，进而实现钢渣整体的全量化无废利用；本发明的另一目的在于提供该还原调质剂在处理钢渣中的应用。

具体地，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种还原调质剂，其包括35-90wt％的含碳组分；所述含碳组分中，固定碳≥40.0wt％，挥发分≤50.0wt％，灰分≤10.0wt％；

所述还原调质剂还包括萤石；所述含碳组分和所述萤石的质量比为(35-90)：(2-40)。

本发明发现，通过上述方案，可高效处理钢渣，进而实现钢渣整体的全量化无废利用。

具体而言，含碳组分具有还原作用，萤石具有调质作用，二者在特定比例下复配，所得还原调质剂可从钢渣形成过程的“源头上”调整其矿物组成，且与钢渣在较低温度下即可发生化学反应，使钢渣中含铁的RO相和铁酸钙等惰性或低活性矿物相转变为硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸钙相为主的高胶凝活性矿物相，增加调质钢渣中具有胶凝活性的硅铝酸盐矿物；同时，通过碳的还原作用，使钢渣中含铁矿物相还原为单质铁，有效析出回收有价组分金属铁，使获得的调质钢渣的胶凝性能得到提升，可用作水泥混合材和混凝土掺和料，从而实现了钢渣真正意义上的整体全量化无废利用，提高其综合利用率。