【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢渣尾渣资源化利用，具体涉及一种钢渣尾渣固定二氧化碳的系统和方法。
技术介绍
1、co2储存与固定技术主要包括地质储存、海洋储存和矿物碳酸化固定。矿物碳酸化固定因热稳定性高、对环境友好及原料成本低等优势成为最好的选择。钢渣是炼钢副产物，钢渣尾渣普遍应用于筑路、建材等行业，并且主要用于水泥生产、道路建设、混凝土制作等，但因渣中f-cao、f-mgo易与co2反应导致体积膨胀，从而造成危害，因此使用受限。
2、中国专利201910960172.6提出了一种钢渣粉碎及固碳处理系统及其应用，通过把熔融钢渣粉碎至粒径小于2mm的钢渣粉，再将钢渣粉在流化反应器中与二氧化碳及过热蒸汽反应形成稳定的碳酸钙。中国专利202210599827.3提出了一种钢铁厂湿磨钢渣固碳减排的方法及应用，熔融钢渣水淬急冷后破碎、除铁、干磨得到中值粒径20-500μm的钢渣，再将钢渣粉末和水按照比例搅拌成钢渣浆料进行固碳，固碳后干燥得到co2固化材料。中国专利202211142705.8提出了一种钢渣固碳装置及其使用方法，其提供一种通过延长钢渣粉末在空气中停留时间使钢渣粉末与空气中二氧化碳充分接触，进而让钢渣粉末与二氧化碳更加充分反应进行固碳。中国专利202310911825.8提出了一种钢渣固碳的装置及方法，利用50％以上粒径≤80μm的钢渣在固碳装置中保持环境湿度80-100％的条件下，向钢渣中通入含二氧化碳的工业废气实现钢渣固碳。由此可以看出，现有技术都是通过钢渣细化提高固碳效果，但细化的钢渣粉主要应用于水泥行业，绝大部分用作水泥混
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中进行固碳后的钢渣粉已经不能再作为通用硅酸盐水泥的混合材料的缺陷，从而提出了一种钢渣尾渣固定二氧化碳的系统和方法。本专利技术首先利用钢渣尾渣与二氧化碳进行第一次固碳反应，再将第一次固碳反应后的钢渣制备透水砖，在透水砖养护期间通入二氧化碳进行第二次固碳反应，得到钢渣透水砖。本专利技术能够实现全粒径钢渣尾渣固碳，固碳后的钢渣全量化利用并二次固碳，解决了钢渣尾渣依靠细化提高固碳效果而利用范围受限的问题，同时制备的钢渣透水砖抗压强度较好。
2、本专利技术第一方面提出了一种钢渣尾渣固定二氧化碳的系统，该系统包括固碳反应装置、混料装置、制砖装置和养护装置；所述固碳反应装置的顶部设置有钢渣尾渣进口和出水口，所述固碳反应装置的底部具有进气口，所述固碳反应装置的内部安装有喷淋装置，所述固碳反应装置的侧壁开设有出料口；所述混料装置用于接收来自所述出料口的固碳钢渣，并将固碳钢渣、水、水泥和外加剂进行混合，得到混合料；所述制砖装置用于将所述混料装置中得到的混合料制成透水砖；所述养护装置用于将所述制砖装置中制备得到的透水砖与二氧化碳进行固碳反应，得到钢渣透水砖。
3、优选地，所述固碳反应装置的底端沿着水平方向依次安装有高度逐渐减小的若干个托轮，且靠近所述出料口的托轮的高度最小，所述托轮使所述固碳反应装置成倾斜状态。
4、优选地，所述固碳反应装置的壳体外部固定旋转齿轮，所述旋转齿轮与传送装置连接，所述传送装置带动旋转齿轮将所述固碳反应装置进行旋转。
5、优选地，所述固碳反应装置的顶部还设置有压力表、泄压阀和安全阀。
6、本专利技术第二方面提出了一种钢渣尾渣固定二氧化碳的方法，该方法在上述所述的系统中实施，该方法包括以下步骤：
7、s1、钢渣尾渣从所述钢渣尾渣进口进入所述固碳反应装置中，通过所述喷淋装置向所述固碳反应装置内喷水，二氧化碳通过所述进气口通入所述固碳反应装置中，钢渣尾渣与二氧化碳进行第一次固碳反应，反应结束后，水从所述出水口排出，反应产生的固碳钢渣从所述出料口排出；
8、s2、排出的固碳钢渣进入所述混料装置中，固碳钢渣、水、水泥和外加剂在所述混料装置内进行混合，得到混合料；
9、s3、将得到的混合料输入所述制砖装置内进行制砖，得到透水砖；
10、s4、将透水砖置于所述养护装置内，同时向所述养护装置中通入二氧化碳，使透水砖与二氧化碳进行第二次固碳反应，得到钢渣透水砖。
11、优选地，在步骤s1中，钢渣尾渣与水的质量比为1：5-10；二氧化碳通过所述进气口通入所述固碳反应装置中，使所述固碳反应装置内的压力为1-5mpa。
12、优选地，在步骤s2中，固碳钢渣、水泥、水和外加剂的质量比为3.5-8：1：0.2-0.4：0.01-0.04。
13、优选地，所述外加剂包括减水剂；所述减水剂为异丁烯聚氧乙烯基醚、异戊烯聚氧乙烯基醚和甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上。
14、优选地，在步骤s4中，向所述养护装置中通入浓度≥20％的二氧化碳。
15、优选地，在步骤s4中，第二次固碳反应的条件包括：温度为18-22℃，湿度为40-90％，时间为25-30天。
16、在本专利技术所述的一种钢渣尾渣固定二氧化碳的系统和方法中，至少具有以下有益效果：
17、(1)在本专利技术中，首先利用钢渣尾渣与二氧化碳进行第一次固碳反应，再将第一次固碳反应后的钢渣制备透水砖，在透水砖养护期间通入二氧化碳进行第二次固碳反应，得到钢渣透水砖，可以实现全粒径钢渣尾渣固定二氧化碳、提高稳定性后全量化资源化利用，解决了钢渣尾渣依靠细化提高固碳效果而利用范围受限的问题；同时，固碳钢渣制作透水砖产品化应用后进行二次固碳，钢渣中未完全反应cao、mgo、f-cao、f-mgo等进一步与co2反应提高固碳效果，同时水泥主要矿物c3s、c2s与co2发生反应，水泥水化产物ca(oh)2和csh也与co2反应，不仅提高固碳效果，而且制备得到的钢渣透水砖强度较大；
18、(2)在优选情况下，在第一次固碳反应过程中，通过合适的固液比、压强以及混合搅拌，可以促进钢渣中cao、mgo、f-cao、f-mgo等与co2更加持久、深入的反应，提高固碳效果；
19、(3)在优选情况下，合理控制第二次固碳反应过程中的条件，可以使钢渣碳酸化转化率大于80％，固碳后钢渣中游离氧化钙含量降低至0.5％以下，钢渣透水砖抗压强度提高50-200％。
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1.一种钢渣尾渣固定二氧化碳的系统，其特征在于，该系统包括固碳反应装置(1)、混料装置(2)、制砖装置(3)和养护装置(4)；所述固碳反应装置(1)的顶部设置有钢渣尾渣进口(5)和出水口(6)，所述固碳反应装置(1)的底部具有进气口(7)，所述固碳反应装置(1)的内部安装有喷淋装置(8)，所述固碳反应装置(1)的侧壁开设有出料口(9)；
2.根据权利要求1所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的系统，其特征在于，所述固碳反应装置(1)的底端沿着水平方向依次安装有高度逐渐减小的若干个托轮(10)，且靠近所述出料口(9)的托轮(10)的高度最小，所述托轮(10)使所述固碳反应装置(1)成倾斜状态。
3.根据权利要求2所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的系统，其特征在于，所述固碳反应装置(1)的壳体外部固定旋转齿轮(11)，所述旋转齿轮(11)与传送装置(12)连接，所述传送装置(12)带动旋转齿轮(11)将所述固碳反应装置(1)进行旋转。
4.根据权利要求1所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的系统，其特征在于，所述固碳反应装置(1)的顶部还设置有压力表(13)、泄压阀(14)
5.一种钢渣尾渣固定二氧化碳的方法，该方法在权利要求1-4中任意一项所述的系统中实施，其特征在于，该方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的方法，其特征在于，在步骤S1中，钢渣尾渣与水的质量比为1：5-10；
7.根据权利要求5所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的方法，其特征在于，在步骤S2中，固碳钢渣、水泥、水和外加剂的质量比为3.5-8：1：0.2-0.4：0.01-0.04。
8.根据权利要求7所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的方法，其特征在于，所述外加剂包括减水剂；
9.根据权利要求5所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的方法，其特征在于，在步骤S4中，向所述养护装置(4)中通入浓度≥20％的二氧化碳。
10.根据权利要求5所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的方法，其特征在于，在步骤S4中，第二次固碳反应的条件包括：温度为18-22℃，湿度为40-90％，时间为25-30天。
...【技术特征摘要】
1.一种钢渣尾渣固定二氧化碳的系统，其特征在于，该系统包括固碳反应装置(1)、混料装置(2)、制砖装置(3)和养护装置(4)；所述固碳反应装置(1)的顶部设置有钢渣尾渣进口(5)和出水口(6)，所述固碳反应装置(1)的底部具有进气口(7)，所述固碳反应装置(1)的内部安装有喷淋装置(8)，所述固碳反应装置(1)的侧壁开设有出料口(9)；
2.根据权利要求1所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的系统，其特征在于，所述固碳反应装置(1)的底端沿着水平方向依次安装有高度逐渐减小的若干个托轮(10)，且靠近所述出料口(9)的托轮(10)的高度最小，所述托轮(10)使所述固碳反应装置(1)成倾斜状态。
3.根据权利要求2所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的系统，其特征在于，所述固碳反应装置(1)的壳体外部固定旋转齿轮(11)，所述旋转齿轮(11)与传送装置(12)连接，所述传送装置(12)带动旋转齿轮(11)将所述固碳反应装置(1)进行旋转。
4.根据权利要求1所述的钢渣尾渣固定二氧化碳的系统，其特征在于，所述固碳反...
【专利技术属性】
技术研发人员：马孟臣，刘自民，张耀辉，桂满城，饶磊，郁雷，曹欣川洲，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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