一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法技术

一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法。提供了一种降低熟料烧成能耗、提高钢渣的利用量、稳定硫铝水泥熟料后期强度和提升水泥耐磨性的一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法。按质量份计，包括如下组分：熔融钢渣：50

【技术实现步骤摘要】
一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水泥熟料生产
，尤其涉及一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法。

技术介绍

[0002]钢渣是钢铁冶炼的副产品，其产出率约为粗钢产量的8%~15%。生产钢材时，分离熔铁中杂质如CO，硅，锰，磷和一些铁，形成熔融液态的氧化物，结合石灰和熟石灰一起形成了钢渣。
[0003]我国钢铁产量世界第一，钢渣产量大、历史存量高，需要寻找大量规模化利用的途径。以钢渣工程化、产品化作为利用率统计，我国钢渣实际利用率仅为10%左右，远低于发达国家钢渣总体利用率水平。这与工信部要求达到73%的综合利用指标仍有较大差距，与部分发达国家在95%以上的综合利用率更是相去甚远。堆砌放置的钢渣不仅严重占用了有限的土地资源，还会导致诸多的环境问题，引起土壤、表层水和地下水污染。为了创造更好的经济和环境效益，在钢铁工业中选择合理的循环处理工艺，开发钢渣的再利用价值是十分必要和迫切的。
[0004]根据排放钢渣的炼钢炉型不同可分为：转炉渣、平炉渣以及电炉渣三类，我国大量排放与堆存的钢渣类型主要为转炉渣。尽管转炉钢渣的化学组成及矿物组成与硅酸盐水泥熟料较接近。但钢渣胶凝活性低，且存在引发水泥混凝土质量不稳定和安定性风险高（游离f
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CaO和游离f
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MgO含量高），限制了其在水泥混凝土中的规模化应用。因此，迫切需要从钢渣排渣工艺源头入手，研究钢渣资源化利用新技术，从根本上解决钢渣难以应用的本质难题。
>[0005]利用钢渣中的Ca、Si和Fe等有效组分做水泥生产用原料，是实现钢渣资源化利用的重要方向，如现有专利文献中：2019年07月05日公开的一篇专利技术专利，专利号为ZL201910402874.2，专利名称为一种机械力化学法低温制备贝利特硫铝酸盐水泥的方法。该案将硅质原料、铝质原料、钙质原料和工业石膏分别破碎；然后将各原料配料并球磨24
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72h，得到生料；将生料压片，然后在900
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1200℃下保温1
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3h，取出急冷，得到熟料，将熟料与二水石膏混匀磨细即得水泥。通过机械力化学的方法，提高材料活性，降低化学反应的势垒，诱导贝利特硫铝酸盐水泥熟料矿物的低温形成，降低贝利特硫铝酸盐水泥煅烧温度，比传统煅烧温度降低了150
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250℃。
[0006]2018年02月23日公开的一篇专利技术专利，专利号为ZL201710924562.9，专利名称为一种高铁铝酸盐
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贝利特
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硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法。该案公开了将钙质原料、硅铝质原料、铁质原料、石膏组分分别烘干、破碎、粉磨，按计算比例称重、混合，加入一定量水混匀、压制试块，在950℃下煅烧30min，随后立即转入1275℃～1350℃高温炉中继续煅烧30～60min，鼓风冷却得到熟料。通过改变传统硫铝酸盐水泥率值的限制，在高铁铝酸盐、高贝利特的基础上提高游离石膏的含量，制备的熟料力学性能满足525硫铝酸盐水泥要求且具有较好的耐磨性能。
[0007]但上述两种方法均是采用冷态钢渣制备生料，再将生料从室温升温至高温煅制备相应的硫铝水泥熟料，生产制备过程中能耗较高；虽然通过机械粉磨活化降低了烧成温度，但增加了粉磨能耗。其次，钢渣的使用量低，不利于钢渣的规模化消耗利用。因此急需开发一种既能降低熟料烧成能耗，又能提高钢渣的利用量，解决钢渣资源化利用的难题的制备方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对以上问题，提供了一种降低熟料烧成能耗、提高钢渣的利用量、稳定硫铝水泥熟料后期强度和提升水泥耐磨性的一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法。
[0009]本专利技术的技术方案是：一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料，按质量份计，包括如下组分：熔融钢渣：50
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80份；钙质原料（优选石灰石）：0
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25份；铝质原料（优选铝矾土）：0
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30份；高铝粉煤灰：0
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25份；石膏类材料（优选脱硫石膏）：1
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10份；所述铝矾土与所述高铝粉煤灰的质量份计不同时为0；所述熟料的主要矿物包括铁酸二钙C2F、硅酸二钙C2S、硫铝酸钙C4A$、铁铝酸四钙C4AF和镁盐矿物。
[0010]所述熟料的主要矿物组成还包括镁铁尖晶石MgFe1‑
x
Al
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O4、硅酸镁MgSiO3和/或钙镁橄榄石CaMg[SiO4]。
[0011]所述钙质原料包括石灰石、电石渣中的至少一种。
[0012]所述铝质原料包括铝矾土、高铝粉煤灰中的至少一种。
[0013]所述石膏类材料包括脱硫石膏、天然石膏、无水石膏和磷石膏等中的至少一种。
[0014]一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料的制备方法，包括以下步骤：S1：烘干破碎将除熔融钢渣之外的原材料分别进行烘干并破碎，破碎后通过球磨机获得相应的原材料细粉；S2：配料混合将步骤S1获得的原材料细粉按照重量份数进行配料，通过混料机充分混合均匀，获得调质料；S3：将调质料加入熔融钢渣罐中，随渣罐保温降温15~60min，取出后急冷至室温；S4：对步骤S3急冷至室温的样品进行破碎和粉磨，使其细度满足80μm筛余1%以下，45μm筛余10%以下，制备得高铁硫铝酸盐水泥熟料。
[0015]本专利技术包括熔融钢渣50
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80份，石灰石0
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25份，铝矾土0
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30份，高铝粉煤灰0
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25份和脱硫石膏1
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10份；将铝矾土、石灰石、高铝粉煤灰等原材料按照重量份数加入到熔融钢渣中，利用高温熔融钢渣热量，通过熔体流动与石灰石、铝矾土等调质反应料充分接触反应，制备一种高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料。本案具有降低熟料烧成能耗、提高钢渣的利用量等
特点。
附图说明
[0016]图1是实施例1样品和原状钢渣的XRD对比图，图2是实施例2样品和原状钢渣的XRD对比图，图3是实例3样品和原状钢渣的XRD对比图，图4是实例4样品和相同温度制度处理纯钢渣的XRD对比图，图5是实例4样品的水化放热曲线—水化放热速率，图6是实例5样品的水化放热曲线—累积水化放热。
具体实施方式
[0017]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0018]一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料，按质量份计，包括如下组分：熔融钢渣：50
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80份；钙质原料（优选石灰石）：0
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25份；铝质原料（优选铝矾土）：0
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30份；高铝粉煤灰：0
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25份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于，按质量份计，包括如下组分：熔融钢渣：50
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80份；钙质原料（优选石灰石）：0
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25份；铝质原料（优选铝矾土）：0
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30份；高铝粉煤灰：0
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25份；石膏类材料（优选脱硫石膏）：1
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10份；所述铝矾土与所述高铝粉煤灰的质量份计不同时为0；所述熟料的主要矿物包括铁酸二钙C2F、硅酸二钙C2S、硫铝酸钙C4A$、铁铝酸四钙C4AF和镁盐矿物。2.根据权利要求1所述的一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料，其特征在于，所述熟料的主要矿物组成还包括镁铁尖晶石MgFe1‑
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Al
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O4、硅酸镁MgSiO3和/或钙镁橄榄石CaMg[SiO4]。3.根据权利要求1所述的一种熔融钢渣制备高铁高硅硫铝酸盐水泥熟料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：任雪红，张文生，曹立学，栾政彬，叶家元，张洪滔，史迪，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：