一种钛渣路基材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及资源综合利用技术领域，公开了一种钛渣路基材料及其制备方法和应用。所述钛渣路基材料由含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物制成；其中，以所述含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物的总量为基准，所述复合胶凝材料和所述碎石的总含量为85‑94重量％，水的含量为6‑15重量％；且所述复合胶凝材料与所述碎石的重量之比为(10‑30)：(70‑90)；所述复合胶凝材料含有提钛尾渣、激发剂和增强剂。本发明专利技术以所述提钛尾渣作为主要原料来制备路基材料，不仅降低了路基材料生产成本，提高了资源的利用率，而且所制备的路基材料具有较高的压实度以及无侧限耐压强度，可用于公路施工、边坡治理施工、土体固化施工以及矿山修复施工当中。

【技术实现步骤摘要】
一种钛渣路基材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及资源综合利用
，具体涉及一种钛渣路基材料及其制备方法和应用。
技术介绍
攀钢每年产生含钛高炉渣700万吨以上，目前正在开展含钛高炉渣提钛工艺研究，届时会有大量提钛尾渣产生，如提钛尾渣得不到妥善的处理，势必会造成环境污染和资源的浪费，因此必须要走资源化利用途径，才能实现整个含钛高炉渣提钛工艺全流程绿色化、清洁化发展模式。水泥因具有较高的强度以及较好的抗渗度和抗冻性，因此普遍采用水泥稳定层作为路基材料，然而，水泥稳定层生产成本高，固废资源利用率低，不符合当前循环经济政策要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的提钛尾渣资源利用率低，路基材料生产成本高，提供了一种钛渣路基材料及其制备方法和应用。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种钛渣路基材料，所述钛渣路基材料由含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物制成；其中，以所述含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物的总量为基准，所述复合胶凝材料和所述碎石的总含量为85-94重量％，水的含量为6-15重量％；且所述复合胶凝材料与所述碎石的重量之比为(10-30)：(70-90)；优选的，所述复合胶凝材料含有提钛尾渣、激发剂和增强剂。优选的，所述组合物中水的含量为7-9重量％。优选的，所述提钛尾渣含有25-30重量％的氧化钙、24-28重量％的二氧化硅、5-10重量％的二氧化钛、5-7重量％的固定碳、7-8重量％的氯化钙和氯化镁、12-15重量％的三氧化二铝和5-10重量％氧化镁。优选的，以所述复合胶凝材料的总量为100重量份计，所述复合胶凝材料含有70-90重量份提钛尾渣、5-10重量份激发剂和5-20重量份增强剂。优选的，所述激发剂为生石灰和/或钢渣细粉。优选的，所述增强剂为石膏、脱硫石膏和钛石膏中的至少一种。本专利技术第二方面提供了上述钛渣路基材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将提钛尾渣、激发剂和增强剂在球磨机中进行球磨，得到复合胶凝材料；(2)将步骤(1)所述复合胶凝材料和碎石混合，加水搅拌。优选的，在步骤(1)中，所述复合胶凝材料的比表面积为400m2/kg以上。本专利技术第三方面提供了上述方法制备得到的钛渣路基材料。本专利技术第四方面提供了上述钛渣路基材料在公路施工、边坡治理施工、土体固化施工以及矿山修复施工中的应用。在本专利技术中，利用提钛尾渣作为主要原料来制备路基材料，不仅消耗了冶金废渣资源，提高了资源的利用率，降低了路基材料生产成本，而且原料来源广泛、价廉易得，制备的路基材料也满足品质要求。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术第一方面提供了一种钛渣路基材料，所述钛渣路基材料由含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物制成。其中，以所述含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物的总量为基准，所述复合胶凝材料和所述碎石的总含量为85-94重量％，水的含量为6-15重量％；且所述复合胶凝材料与所述碎石的重量之比为(10-30)：(70-90)；在优选的情况下，所述复合胶凝材料含有提钛尾渣、激发剂和增强剂。在优选的情况下，所述组合物中水的含量为7-9重量％。在优选的情况下，所述提钛尾渣含有25-30重量％的氧化钙、24-28重量％的二氧化硅、5-10重量％的二氧化钛、5-7重量％的固定碳、7-8重量％的氯化钙和氯化镁、12-15重量％的三氧化二铝和5-10重量％氧化镁。其中，提钛尾渣中含有的氯化钙和氯化镁等氯盐有助于提高钛渣路基材料的早期强度。在优选的情况下，以所述复合胶凝材料的总量为100重量份计，所述复合胶凝材料含有70-90重量份提钛尾渣、5-10重量份激发剂和5-20重量份增强剂。在优选的情况下，所述激发剂为生石灰或钢渣细粉。其中，激发剂中活性成分氧化钙含量达到50％以上，提钛尾渣经过球磨物理激发后，具有较好的火山灰活性，再通过激发剂激发，可产生水化反应，形成C-S-H胶凝，使得最终所制备的钛渣路基材料可代替水泥稳定层，进而可提高资源利用率。在优选的情况下，所述增强剂为石膏、脱硫石膏和钛石膏中的至少一种。其中，增强剂中二水硫酸钙含量达到60％以上，起到调节凝结时间和增强路基材料整体强度的作用。本专利技术第二方面提供了上述所述的钛渣路基材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将提钛尾渣、激发剂和增强剂在球磨机中进行球磨，得到复合胶凝材料；(2)将步骤(1)所述复合胶凝材料和碎石混合，加水搅拌。根据本专利技术所述的方法，在优选的情况下，在步骤(1)中，所述球磨之前还包括对提钛尾渣、激发剂和增强剂进行干燥，以保证研磨效果，所述干燥方法可以为本领域的常规选择，在此不再赘述。根据本专利技术所述的方法，所述提钛尾渣中硅酸钙玻璃态的含量达到90％以上，具有较好的火山灰活性。通过物理激活方法将提钛尾渣研磨至比表面积400m2/kg以上，可提高其活性指数。此外，采用化学激活方法将提钛尾渣与激发剂、增强剂进行掺杂，得到具有水化活性的复合胶凝材料，该复合胶凝材料与碎石加水混合至半干状态，经过水化反应，可得到具有优异性能的钛渣路基材料。根据本专利技术所述的方法，在优选的情况下，在步骤(1)中，所述复合胶凝材料的比表面积为400m2/kg以上。根据本专利技术所述的方法，在进一步优选的情况下，在步骤(1)中，所述复合胶凝材料的比表面积为400-500m2/kg。本专利技术第三方面提供了上述方法制备得到的钛渣路基材料。本专利技术第四方面提供了上述所述的钛渣路基材料在公路施工、边坡治理施工、土体固化施工以及矿山修复施工中的应用。在本专利技术中，所述提钛尾渣为含钛高炉渣高温碳化-低温氯化提钛后的副产物，具有较好的火山灰活性，同时提钛尾渣中含有氯化钙、氯化镁等粘结剂和早强剂成分，利用其作为主要原料来制备路基材料，不仅消耗了冶金废渣资源，提高了资源的利用率，降低了路基材料生产成本，而且原料来源广泛、价廉易得，制备的路基材料也满足品质要求。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述，但本专利技术的保护范围并不局限于此。实施例1-3和对比例1中所用到的提钛尾渣的主要化学成分及含量如表1所示。表1主要化学成分氧化钙二氧化硅二氧化钛三氧化二铝氧化镁固定碳氯化钙氯化镁含量(％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛渣路基材料，其特征在于，所述钛渣路基材料由含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物制成；/n其中，以所述含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物的总量为基准，所述复合胶凝材料和所述碎石的总含量为85-94重量％，水的含量为6-15重量％；且所述复合胶凝材料与所述碎石的重量之比为(10-30)：(70-90)；/n所述复合胶凝材料含有提钛尾渣、激发剂和增强剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛渣路基材料，其特征在于，所述钛渣路基材料由含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物制成；
其中，以所述含有复合胶凝材料、碎石和水的组合物的总量为基准，所述复合胶凝材料和所述碎石的总含量为85-94重量％，水的含量为6-15重量％；且所述复合胶凝材料与所述碎石的重量之比为(10-30)：(70-90)；
所述复合胶凝材料含有提钛尾渣、激发剂和增强剂。


2.根据权利要求1所述的钛渣路基材料，其特征在于，所述组合物中水的含量为7-9重量％。


3.根据权利要求1所述的钛渣路基材料，其特征在于，所述提钛尾渣含有25-30重量％的氧化钙、24-28重量％的二氧化硅、5-10重量％的二氧化钛、5-7重量％的固定碳、7-8重量％的氯化钙和氯化镁、12-15重量％的三氧化二铝和5-10重量％氧化镁。


4.根据权利要求1所述的钛渣路基材料，其特征在于，以所述复合胶凝材料的总量为100重量份计，所述复合胶凝材料含有70-90重量份提...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝建璋，黎建明，任艳丽，曾冠武，邵国庆，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51