一种还原调质剂及其在处理钢渣中的应用制造技术

本发明专利技术涉及建筑材料领域，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

【技术实现步骤摘要】
一种还原调质剂及其在处理钢渣中的应用


[0001]本专利技术涉及建筑材料领域，尤其涉及一种还原调质剂及其在处理钢渣中的应用。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术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；本专利技术的另一目的在于提供该还原调质剂在处理钢渣中的应用。
[0007]具体地，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术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％；
[0009]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)。
[0010]本专利技术发现，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。
[0011]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。
[0012]为了进一步提高还原调质剂对于钢渣的处理效果，本专利技术对其进行了优化，具体如下：
[0013]作为优选，所述含碳组分为煤粉和/或碳粉。
[0014]作为优选，所述还原调质剂还包括2
‑
30wt％的脱硫石膏。
[0015]作为优选，所述还原调质剂还包括0
‑
25wt％的重晶石。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述还原调质剂包括如下重量份的组分：含碳组分35
‑
90份，萤石2
‑
40份，脱硫石膏2
‑
30份，重晶石0
‑
25份；
[0017]其中，所述含碳组分为煤粉和/或碳粉。
[0018]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述还原调质剂包括如下质量百分比的组分：含碳组分35
‑
90wt％，萤石2
‑
40wt％，脱硫石膏2
‑
30wt％，重晶石0
‑
25wt％；
[0019]其中，所述含碳组分为煤粉和/或碳粉。
[0020]作为优选，所述还原调质剂的比表面积在200m2/kg以上；进一步地，所述还原调质剂的比表面积为280
‑
320m2/kg。
[0021]本专利技术还发现，通过控制还原调质剂的比表面积，可提高其与钢渣的反应效率，进而深度优化钢渣的处理效果。
[0022]如此，本专利技术即提供了一种可用于处理钢渣的还原调质剂。
[0023]本专利技术还提供以上所述的还原调质剂的制备方法，包括：将各组分按配比混合均匀，即可。
[0024]本专利技术同时提供以上所述的还原调质剂在处理钢渣中的应用。
[0025]作为优选，所述钢渣为转炉钢渣。
[0026]本专利技术还提供一种钢渣的处理方法，将钢渣烘干后粉磨至比表面积为300m2/kg以上，而后与以上所述的还原调质剂混合，进行煅烧。
[0027]本专利技术中，比表面积为300m2/kg以上的钢渣粉与上述还原调质剂发生还原反应，可使金属铁颗粒充分析出沉淀、并与熔融渣分离。
[0028]作为优选，所述处理方法包括：
[0029]步骤(1)，将钢渣烘干后粉磨至比表面积为340
‑
400m2/kg，得钢渣粉；
[0030]步骤(2)，将所述钢渣粉与所述还原调质剂按质量比为(80
‑
96)：(4～20)混合，而后进行煅烧。
[0031]作为优选，所述煅烧的温度为1300
‑
1400℃，煅烧时间为30min以上；
[0032]进一步地，所述煅烧的温度为1325
‑
1375℃，煅烧时间为30
‑
70min；
[0033]在上述条件下进行煅烧，还原效果更佳。
[0034]作为优选，所述处理方法还包括：
[0035]步骤(3)，将煅烧产物冷却至室温(25
±
5℃)，分离得到金属铁和调质钢渣。
[0036]进一步地，采用空气风淬急冷的方式冷却煅烧产物。
[0037]在上述技术方案中，金属铁的还原回收效率达到85％以上；此外，将上述调质钢渣粉磨至比表面积为360
‑
450m2/kg时，所得调质钢渣粉的游离钙含量小于0.78％，可消除建材资源化利用的安定性问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种还原调质剂，其特征在于，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)。2.根据权利要求1所述的还原调质剂，其特征在于，所述含碳组分为煤粉和/或碳粉。3.根据权利要求1或2所述的还原调质剂，其特征在于，所述还原调质剂还包括2
‑
30wt％的脱硫石膏；优选地，所述还原调质剂还包括0
‑
25wt％的重晶石。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的还原调质剂，其特征在于，所述还原调质剂的比表面积在200m2/kg以上；优选地，所述还原调质剂的比表面积为280
‑
320m2/kg。5.权利要求1
‑
4任一项所述的还原调质剂在处理钢渣中的应用。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：王肇嘉，王卉，崔素萍，郑永超，王亚丽，陈旭峰，王明威，房桂明，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：