一种基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法，包括以下步骤：将钢渣骨料湿润后，与硅灰混合放入硫化碳化装置中，向硫化碳化装置通入燃煤电厂尾气进行热焖，之后向硫化碳化装置注水形成钢渣溶液，向钢渣骨料溶液液面以下通入燃煤电厂尾气并加压，对钢渣骨料进行加压硫化碳化。本发明专利技术所述的基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法以钢渣为吸附剂，通过吸附燃煤电厂尾气中的二氧化碳及二氧化硫进行碳化、硫化，制得能够替代低标号水泥的建筑材料，实现了钢铁废渣的利用率，提高经济价值，具有良好的市场应用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法


[0001]本专利技术属于固废资源化利用领域，尤其是涉及一种基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法。

技术介绍

[0002]根据世界钢铁工业协会统计数据，2020年中国粗钢产量达到10.53亿吨，同比增长了5.2％。然而，钢铁生产过程中需要消耗大量的资源和能源，同时也会排放大量的污染物，在废物排放结构(固体废物、废气和废水)中，空气污染物排放最多，吨钢排放废气44.7吨，占废物排放总量的88.2％。据2018年统计数据，中国钢铁工业SO2和细颗粒物的排放量已达到105万吨和273万吨，分别占中国总排放量的6％和19％。钢渣是在炼钢过程中产生具有一定潜在水硬活性的工业废弃物，其排渣量大但一直以来回收利用率较低。钢渣骨料的强度、磨耗值、密度等性能接近或优于天然石材，以钢渣骨料取代天然砂石作为原材料，能够提高固体废弃物资源化利用率，具有较好的经济、社会和环境效益。
[0003]钢渣具有较大表面积和大量的微中孔结构，在显微镜下钢渣呈现多孔状蜂窝状结构，多空隙结构，具有一定的吸附效果，而且其属于碱性材料，作为吸附剂可以应用到湿法除尘
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硫化碳化工艺，所以本专利技术将采用不同粒径钢渣对钢铁厂燃煤电厂尾气进行湿法除尘
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硫化碳化，所得硫化碳化钢渣作为原料生产透水砖，既能减轻钢铁厂钢渣和燃煤电厂尾气对环境的危害，又能节约透水砖的生产成本，能够带来环保及经济双重效益。
[0004]综上,针对目前钢铁行业产生的大量钢渣和燃煤电厂尾气,则需研发一种能消耗大量工业废渣和降低工业废气排放,同时制备满足国家标准<<GB/T20491
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2017用于水泥和混凝土中的钢渣粉>>的硫化碳化钢渣，可以用来替代低标号水泥的水泥基建筑材料，并基于此制备满足海绵城市透水路面需求的高性能透水砖,以促进钢铁行业废渣和燃煤发电尾气的资源化利用，改善城市水循环尽可能降低城市内涝风险,对循环经济、“双碳”目标实现具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法，以提供一种以钢铁厂钢渣作为吸附剂，湿法去除钢铁厂燃煤电厂尾气中细颗粒物且协同制备硫化碳化钢渣作为低标号水泥替代物的方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法，包括以下步骤：
[0008]将钢渣骨料湿润后，与硅灰混合放入硫化碳化装置中，向硫化碳化装置通入燃煤电厂尾气进行热焖，之后向硫化碳化装置注水形成钢渣骨料溶液，向钢渣骨料溶液液面以下注入燃煤电厂尾气并加压，进行钢渣加压硫化碳化。
[0009]本专利技术中使用的硫化碳化装置包括容器，所述容器内设有搅拌器，可以对容器内的钢渣骨料进行搅拌，容器内、容器侧壁或容器外设有加压加热装置用于对容器加压加热，
加压加热装置用以维持硫化碳化过程所需温度以及压力，容器底部设有一个出料口、顶部设有一个加料口，容器出料口和加料口处还设有密封装置，能够确保容器内处于密封状态且保持一定压力。容器加料口还连通有尾气吸收装置，用于捕集未反应的氮氧化物气体。
[0010]进一步地，润湿后的钢渣骨料的固液比为7
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9:1
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3；优选地，当钢渣骨料的粒径为0.15mm
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50mm时，固液比为7:3；当钢渣骨料的粒径小于0.15mm时，固液比为9:1。
[0011]进一步地，硅灰的加入量为钢渣骨料的0
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4％；优选地，当钢渣骨料的粒径为0.15mm
‑
50mm时，硅灰的加入量为钢渣骨料的0
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1.5％，当钢渣骨料的粒径小于0.15mm时，硅灰的加入量为钢渣骨料的0
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4％。
[0012]进一步地，热焖的时间为0
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1h；优选地，当钢渣骨料的粒径为0.15mm
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50mm时，热焖的时间为01
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h，当钢渣骨料的粒径小于0.15mm时，热焖的时间为0
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0.5h。
[0013]进一步地，硫化碳化温度为50
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100℃，加压硫化碳化时间为小于1h；优选地，当钢渣骨料的粒径为0.15mm
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50mm时，硫化碳化温度为50
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100℃，加压硫化碳化时间为小于1h；当钢渣骨料的粒径小于0.15mm时，硫化碳化温度为50
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80℃，加压硫化碳化时间为小于0.5h。
[0014]进一步地，硫化碳化过程中对钢渣骨料溶液进行搅拌，搅拌转速为1
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8rpm；优选地，当钢渣骨料的粒径为0.15mm
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50mm时，搅拌转速为1
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8rpm，当钢渣骨料的粒径小于0.15mm时，搅拌转速为1
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3rpm。
[0015]本专利技术的另一目的在于提出一种透水砖，以回收利用硫化碳化后的钢渣，制得符合行业标准的透水砖，促进钢铁行业废渣和燃煤发电尾气的资源化利用，改善城市水循环尽可能降低城市内涝风险,对循环经济、“双碳”目标实现具有重要的现实意义。
[0016]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0017]一种透水砖，包括硫化碳化钢渣粗骨料及硫化碳化钢渣细骨料，所述硫化碳化钢渣粗骨料为粒径为0.15mm
‑
50mm的钢渣骨料采用上述基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法制得的，所述硫化碳化钢渣细骨料为粒径小于0.15mm的钢渣骨料采用上述基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法制得的。
[0018]进一步地，硫化碳化钢渣细骨料游离态氧化钙低于0.1％，活性指数7d大于75；硫化碳化钢渣粗骨料游离态氧化钙低于0.3％，活性指数7d大于70。
[0019]进一步地，所述硫化碳化钢渣粗骨料与硫化碳化钢渣细骨料的质量比为0.6
‑
1.5:1。
[0020]进一步地，所述透水砖还包括P
·
O42.5级水泥、硅灰、减水剂等，透水砖的骨胶比约为7：1，水胶比约为0.3:1.
[0021]相对于现有技术，本专利技术所述的基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法具有以下优势：
[0022](1)本专利技术所述的基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法以钢渣为吸附剂，通过吸附燃煤电厂尾气中的二氧化碳及二氧化硫进行碳化、硫化，制得能够替代低标号水泥的建筑材料，实现了钢铁废渣的利用率，提高经济价值，具有良好的市场应用前景。
[0023](2)本专利技术所述的基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法将不同粒径的钢渣制成骨料，按一定比例与其他原料混合制成的透水砖符合国家标准，具有良好的透水性能及物理性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将钢渣骨料湿润后，与硅灰混合放入硫化碳化装置中，向硫化碳化装置通入高温燃煤电厂尾气进行热焖，之后向硫化碳化装置注水形成钢渣骨料溶液，向钢渣骨料溶液液面以下再通入燃煤电厂尾气并加压，对钢渣骨料进行加压硫化碳化。2.根据权利要求1所述的基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法，其特征在于：润湿后的钢渣骨料的固液比为7
‑
9:1
‑
3；优选地，当钢渣骨料的粒径为0.15mm
‑
50mm时，固液比为7:3；当钢渣骨料的粒径小于0.15mm时，固液比为9:1。3.根据权利要求1所述的基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法，其特征在于：硅灰的加入量为钢渣骨料的0
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4％；优选地，当钢渣骨料的粒径为0.15mm
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50mm时，硅灰的加入量为钢渣骨料的0
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1.5％，当钢渣骨料的粒径小于0.15mm时，硅灰的加入量为钢渣骨料的0
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4％。4.根据权利要求1所述的基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法，其特征在于：热焖的时间为0
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1h；优选地，当钢渣骨料的粒径为0.15mm
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50mm时，热焖的时间为01
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h，当钢渣骨料的粒径小于0.15mm时，热焖的时间为0

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，宋九思，贾博文，
申请(专利权)人：明正鹏达天津环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：