[发明专利]一种复合钢渣碳化砖的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种复合钢渣碳化砖的制备方法，属于工业废渣利用技术领域。

背景技术

CO₂是主要的温室气体。据估算，2010年我国CO₂排放量达到82.4亿t，其中60%来源于火电和水泥工业排放的尾气，这些尾气中CO₂的浓度为10%～30%。显然，减少尾气中的CO₂是实现减排的有效技术措施之一。

另一方面，2010年，我国钢渣排放量达到0.8亿t。由于钢渣活性低且存在安定性问题，仅有约10%的钢渣得到了利用。大量堆积的钢渣占用土地，污染环境。所幸，钢渣富含CaO和MgO（它们的总量为34%～52%），可与CO₂反应生成稳定的碳酸盐，因此，许多学者致力于研究运用钢渣来固定CO₂。然而，这些研究大多采用溶液法，即利用溶液先溶出钢渣中的Ca和Mg，再利用溶液中的Ca²⁺和Mg²⁺与CO₂反应生成碳酸盐的方法来固定CO₂，经过这样的工艺处理后，排出的固碳渣的活性比钢渣更低且呈泥浆状，将比钢渣还要难以利用。因此，不能从根本上解决钢渣的利用问题。

考虑到我国巨量的钢渣和CO₂排放量，钢渣固碳技术具有广阔的应用前景。2010年，我国生产了4000亿块烧结砖，共消耗约6.5亿t黏土和0.3亿t煤，排放约0.5亿tCO₂。严重的资源消耗和碳排放，使得于2003年起便逐步限制烧结砖的生产和使用，转而大力发展水泥混凝土砖，垃圾免烧砖等新型建筑砖。然而这些新型建筑砖却普遍存在收缩大，吸水率高的缺点，并且由于或多或少地使用了水泥，它们依然具有严重的环境问题。因此，如果能够利用钢渣固碳技术生产出一种性能优良的建筑砖，则不仅能有效地缓解生产烧结砖和水泥砖所引起的资源消耗和环境问题，还能为钢渣和CO₂的回收利用提供广阔的应用前景。Wu等在该方面进行了探索。他们运用加速碳化技术处理钢渣-矿渣材料，制备出一碳化砖。然而，其制备需要高压成型和高压高纯CO₂养护，而且还存在强度不足的问题，这大大限制了该技术的节能减排效果和推广应用，因此还需对其进行研究。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统钢渣碳化砖强度和安定性不佳的问题，提供了一种复合钢渣碳化砖的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，依次取80～100份钢渣，10～20份煤油，5～8份助磨剂，混合球磨后，点燃，待燃烧结束，于空气中自然冷却至室温，得燃烧渣，并将所得燃烧渣粉碎，过筛，得预处理钢渣粉；

（2）按重量份数计，依次取80～100份骨料，30～40份预处理钢渣粉，10～20份熟石灰，20～40份分散液，搅拌混合后，浇注成型，恒温恒湿静置，得砖坯；

（3）将砖坯置于蒸压釜中，蒸压养护后，用食醋熏蒸，得熏蒸砖坯；

（4）将熏蒸砖坯移入碳化箱中，恒温恒湿炭化，出料，即得复合钢渣碳化砖。

步骤（1）所述钢渣为电炉钢渣、转炉钢渣或平炉钢渣中的任意一种。

步骤（1）所述煤油为洗涤煤油、航空煤油、动力煤油、溶剂煤油、灯用煤油或染料煤油中的任意一种。

步骤（1）所述助磨剂是由磷脂、木质素磺酸钠和猪血血清按质量比为1：1：10配置而成。

步骤（2）所述骨料为细度模数为2.12～2.14，堆积密度为1000～1100kg/m3的河砂。

步骤（2）所述分散液配置步骤为：按重量份数计，依次取8～10份卡波姆，10～12份聚烯丙胺，100～150份水，搅拌混合后，静置8～10h，再于恒温搅拌状态下，持续通入二氧化碳气体3～5h，得分散液。

步骤（4）所述恒温恒湿碳化条件为：二氧化碳体积浓度为20～25%，相对湿度为50～55%，温度为20～30℃。

本发明的有益效果是：