含脱硫渣及钢渣之免烧砖制造技术

本发明专利技术公开了含脱硫渣及钢渣之免烧砖，由以下材料重量配比制成：脱硫渣20‑35％、粉煤灰3‑10％、水淬渣粉5‑20％、硅酸盐水泥5‑15％、钢渣20‑50％，其中脱硫渣为主要的固废填充料与火山灰活性激发材料。脱硫渣、粉煤灰、水淬渣粉、硅酸盐水泥、钢渣微粉为固化胶结料和激发剂，上述材料可一种或多种组合来达到胶结固化的强度与产品的要求。本发明专利技术涉及营建材料技术领域，具体涉及含脱硫渣及钢渣之免烧砖。降低亚硫酸钙、钙矾石和钢渣的不稳定性影响，提高使用相关原料之建材的安定性，添加火山灰材料及控制钢渣骨料粒径不大于3mm可基本上控制住后期可能的膨胀破坏影响；充分利用固废本身的碱性、胶凝性质和骨料级配的致密填充，减少使用如水泥、砂石等材料，大幅降低成本。

【技术实现步骤摘要】
含脱硫渣及钢渣之免烧砖
本专利技术涉及营建材料
，具体涉及含脱硫渣及钢渣之免烧砖。
技术介绍
过去钢厂烧结机的烟气脱硫都采用湿法脱硫，不仅设备占地面积大，还产生脱硫石膏固废及废水，运维成本高。近年来，越来越多钢厂烧结机烟气改采循环流化床干法或半干法脱硫，该法设备投资省，占地面积小，不产生废水。干粉吸收剂(氧化钙或氢氧化钙)与烟气中的硫分反应生成硫酸钙，但因脱硫的氧化反应不完全，脱硫的产物大部分以亚硫酸钙的形式存在脱硫渣中，硫酸钙只占一小部分。脱硫渣中同时还含有未完全反应的吸收剂氧化钙或氢氧化钙，及一部分的碳酸钙杂质。由于亚硫酸钙在常温环境中与空气和湿气会缓慢的转变为硫酸钙，致使体积膨胀，使得后续作为建材再利用产生困难。因此，目前干法脱硫渣多以掩埋处置，造成业主的困扰，也产生环境隐患。干法脱硫渣是一种干态的粉末状混合物，平均粒径为20μm或更细，其堆积密度约700kg/m3，一般呈米黄色或灰白色，含铁量较高时，则略带棕红色。其主要的特点为高钙、高硫、强碱性、较高的自硬性、和较细的粒度。国内对于干法脱硫渣的应用尚处在起步阶段，对其综合利用尚存在疑虑。基于保护国土资源和节能减碳，国家对烧结砖生产的控管日趋严格，能源耗损较少的免烧砖生产工艺渐成主流。利用工矿业固废来生产免烧砖，将固废资源化利用，不仅协助企业解决了部分固废处理的难题，同时也创造了一种环境友善的产业。免烧砖的生产主要是采用高压将半干湿的拌合料挤压成型，产品种类可视需求更换不同模具进行生产，一般有标砖、行道砖、广场砖、护坡砖、植草砖、透水砖和路缘石等。本技术开发所使用的固废材料主要来自河北唐山地区，种类包括干法脱硫渣、钢渣提铁后尾渣、铁尾矿、高炉水淬渣粉、和粉煤灰等。所使用的原料成分分析如表1-4所示。。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术难题有三：(1)脱硫渣中所含的亚硫酸钙可能后续会持续缓慢氧化成硫酸钙，造成产品的膨胀破坏；(2)产品固化后期，硫酸盐与铝酸盐发生反应，生成钙矾石，可能造成产品的膨胀破坏；(3)钢渣中的游离氧化钙和游离氧化镁水化后体积膨胀，可能造成产品的膨胀爆裂。针对以上三个问题，根据学理基础提出配方配制原则，再经过实验验证，有效消减了上述的潜在问题，使产品达到了该有的稳定性，同时也达到了资源再利用的目的。为实现上述目的，本专利技术从两个方向着手来解决上述的技术难题，一是配方的设计，一是材料的预处理。由学理上说，亚硫酸钙在常温碱性环境中可维持稳定，本方案配方中，钢渣在反应过程中持续释放碱性物质，维持孔隙水的碱性，可使亚硫酸钙持续维持其化学稳定性。在配方中加入火山灰材料，强碱性的脱硫渣可促进硫铝酸盐反应速度，在固化过程早期生成钙矾石，消耗掉其中之参与反应的物质，加上火山灰反应所产生的C-S-H凝胶阻隔了水渗透的孔隙管道，抑制了产品固化后期钙矾石的生成发展，避免了膨胀破坏。本方案同时使用地聚合物反应原理，添加硅铝增强剂增加产品的早期强度和整体性能。钢渣的不稳定性问题，透过以下预处理方案来降低其破坏性。1、钢渣陈化处理：可选用掩埋时间较久的旧钢渣或自行进行陈化处理，其游离氧化钙镁的含量较低，安定性较高。2、采用细颗粒钢渣：由于钢渣中的游离氧化钙镁是不均匀分布的，大颗粒钢渣中容易有集中存在的游离氧化钙镁，其水化后的膨胀压力集中，容易造成混凝土的破坏。因此，使用颗粒较小的钢渣可避免游离氧化钙镁过度集中，减轻其膨胀破坏的威力。同时细颗粒钢渣在陈化过程中反应速率较快，其中所含的游离氧化钙镁较易被消解。本技术方案所使用的原料成分分析如表1-4所示。根据上述学理及材料选配原则进行配比设计实验，获得了良好的成果。本免烧砖研发方案主要的产品应用是市政建设方面的，例如行道砖、广场砖和护坡砖等，因此抗压强度要求定在20MPa以上。根据上述原则，材料重量配比范围如下：脱硫渣20-35％、粉煤灰3-10％、水淬渣粉5-20％、硅酸盐水泥5-15％、钢渣20-50％。以上配比可视原材料性质，产品强度要求，当地原材料供给状况等条件，决定适当的配比及生产工艺流程，其他可使用的工业固废，例如铁尾矿砂和选铁后的钢渣尾渣可用来作为骨料使用，钢渣微粉可作为胶凝材料使用。其中脱硫渣为主要的固废填充料与火山灰活性激发材料。固化胶结料和激发剂包括脱硫渣、粉煤灰、水淬渣粉、硅酸盐水泥、钢渣微粉等，钢渣、钢渣尾渣和铁尾矿主要作为骨料使用。配方可用4-7种材料不同的组合来达到胶结固化的强度与产品质量要求。含脱硫渣及钢渣之免烧砖生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)将脱硫渣、粉煤灰、水淬渣粉、钢渣等粉料按照当地原材料供给状况等条件进行适当的配比，其中钢渣粒径控制在3mm以下；(2)将脱硫渣、粉煤灰、水淬渣粉先行搅拌均匀后，加水搅拌，再加钢渣搅拌均匀，加入水时控制含水量在20-35％之间，搅拌时间以拌合料不会变大并结成大团块为基准；(3)压制成型，在室温下湿度65-95％养护28天，即得。表1.脱硫渣主要化学成分(wt.％)CaOSO3ClMgOK2OFe2O3LOI其它39.7525.284.372.382.101.5922.372.16表2.粉煤灰主要化学成分(wt.％)表3.水淬渣粉主要化学成分(wt.％)CaOSiO2Al2O3MgOTiO2SO3其它39.5330.4115.0610.421.701.171.71表4.钢渣主要化学成分(wt.％)CaOFe2O3SiO2MgOMnOAl2O3P2O5TiO2其它36.0930.92712.2477.6664.8263.131.7461.1772.191干法脱硫渣的成分因所使用的吸收剂和操作方法不同而有所差异，使用前应先对其脱硫的操作流程进行了解，以便更精准的掌握材料性质。本专利技术的有益效果为：(1)降低亚硫酸钙、钙矾石和钢渣的不稳定性影响，提高使用相关原料之建材的安定性，添加火山灰材料及控制钢渣骨料粒径不大于3mm可基本上控制住后期可能的膨胀破坏影响；(2)充分利用固废本身的碱性、胶凝性质和骨料级配的致密填充，减少使用如水泥、砂石等材料，大幅降低成本；(3)产品强度持续发展时间长，后期强度高；(4)大量使用当地的工矿固废作为原料可将固废资源化，去化固废本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含脱硫渣及钢渣之免烧砖，其特征在于：由以下材料重量配比制成：脱硫渣20-35％、粉煤灰3-10％、水淬渣粉5-20％、硅酸盐水泥5-15％、钢渣20-50％，其中脱硫渣为主要的固废填充料与火山灰活性激发材料。/n

【技术特征摘要】
1.含脱硫渣及钢渣之免烧砖，其特征在于：由以下材料重量配比制成：脱硫渣20-35％、粉煤灰3-10％、水淬渣粉5-20％、硅酸盐水泥5-15％、钢渣20-50％，其中脱硫渣为主要的固废填充料与火山灰活性激发材料。


2.根据权利要求1所述含脱硫渣及钢渣之免烧砖，其特征在于：脱硫渣、粉煤灰、水淬渣粉、硅酸盐水泥、钢渣微粉为固化胶结料和激发剂，上述材料可4-7种组合来达到胶结固化的强度与产品的要求。


3.根据权利要求1所述含脱硫渣及钢渣之免烧砖，其特征在于：钢渣、钢渣尾渣和铁尾矿作为骨料。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱天民，刘岩，
申请(专利权)人：江苏瑜工环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32