CN101172788A - 一种利用钢渣球磨尾泥生产钢渣矿渣水泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢渣尾泥矿渣水泥及将钢渣球磨尾泥应用于钢渣矿渣水泥的生产方法，首先将含水量较高钢渣球磨尾泥热处理进行烘干脱水，使钢渣尾泥的含水量降低至4％以下内，将破碎后的钢渣尾泥送入球磨机进行粉磨，再与硅酸盐熟料、高炉矿渣和天然石膏按比例配料，在混合器中混匀，即可生产不同标号的钢渣矿渣水泥。本发明高效利用了钢铁企业的固体废弃物，变废为宝，且生产工艺简单，水泥生产成本显著降低。

Description

一种利用钢渣球磨尾泥生产钢渣矿渣水泥的方法
技术领域
本实用新型涉及一种利用钢渣球磨尾泥生产钢渣矿渣水泥的方法，是属于建材领域的一项新发明，特别是涉及钢渣矿渣水泥生产的方法。
背景技术
钢渣是钢铁企业炼钢过程中产生的副产品，绝大部分为转炉钢渣，目前，由于国内各大钢铁公司的转炉钢渣绝大部分仍采取粗放型的湿法处理方式，即红热钢渣经打水淬裂成块渣后，送渣场破碎、磁选和筛分，磁选后的尾渣在含铁量(TFe含量20％左右)较高的情况下，除小部分用于生产钢渣粉配制水泥外，大部分尾渣则被用于筑路与填埋土地等，不仅浪费资源，而且污染环境。转炉钢渣中一般含有5％～9％的金属铁和14％～20％的含铁磁性物质。目前国内外钢铁工业采用各种方法破碎转炉钢渣，以提取钢渣中的铁和铁磁性物质，作为炼铁原料回收利用。一般情况，破碎的块度愈小，提取金属铁和含铁磁性物质的比例也愈高，为此，国内部分钢铁企业采用湿法球磨技术对粒度较小的钢渣进行磨碎、水洗、磁选处理，尽可能多的回收钢渣中的含铁成分，生产粒钢和钢精粉，同时也产生大量的钢渣污泥。如果不采取有效技术措施对钢渣污泥进行合理利用，大量的污泥将对环境造成污泥，同时占用大量的土地，对钢铁企业的清洁生产和环境保护将非常不利。迄今为止，国内采用球磨生产线深度处理钢渣尾渣回收渣钢的钢厂很少，其钢渣尾泥均用于生产免烧砖或建筑砌砖，由于受生产成本及销售市场的限制，基本是亏本经营。因此，这种钢渣尾泥有待于在其他领域中得到开发利用。
钢渣矿渣水泥是将钢渣、高炉矿渣、水泥熟料和激发剂按照一定的比例进行配比生产的一种水泥，中国专利文件CN1083451(申请号92109619.4)公开了一种钢渣水泥及其生产方法，以钢渣、水淬矿渣为骨料，以水泥熟料为填料，添加激发剂CCO2，经混合、搅拌、磨细生产出来的钢渣水泥，高标号可达425#以上，低标号为275#和225#。但由于钢渣中含有较高的游离氧化钙和氧化镁，影响到钢渣水泥的体积安定性，导致钢渣水泥很难得到市场的广泛认可。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种钢渣尾泥矿渣水泥及利用钢渣球磨尾泥生产钢渣矿渣水泥的方法。
发明概述
本发明研究发现，钢渣经球磨水洗后产生的尾泥，除含铁量减少外，其他主要成分与钢渣相比变化不大，而且球磨尾泥经水洗处理后，其中的游离氧化钙和氧化镁大部分得到消解生成了Ca(OH)2和Mg(OH)2，使得其对钢渣矿渣水泥的体积安定性的影响大幅度减小。而国内建材领域的学者认为，经湿法球磨处理后的钢渣尾泥，其化学活性与水硬活性均有较大程度的降低，并不适于生产高附加值的建材产品，只适合于生产建筑砌砖和免烧砖等，这不仅大大限制钢渣尾泥的应用，而且钢渣的价值也未得到最大化利用。国内至今未见将钢渣球磨尾泥成功应用于钢渣矿渣水泥生产的报道。本发明首次成功地将钢渣球磨尾泥用于水泥生产，钢渣球磨尾泥的含水量较高，在20％左右，在应用于水泥生产前，需对其进行烘干脱水和破碎处理。
发明详述
本发明的技术方案如下：
一、钢渣尾泥矿渣水泥，其原料组成按重量百分比如下：
钢渣尾泥20％～40％，高炉矿渣35％～45％，硅酸盐熟料20％～30％，天然石膏5％-6％。
所述的钢渣尾泥为转炉钢渣经湿法球磨机磨碎、水洗、选铁后所产生的污泥，并经热处理含水量在4％以下。
二、钢渣尾泥矿渣水泥的制备方法
本发明的钢渣尾泥矿渣水泥的制备方法，步骤如下：
(1)利用钢铁企业余热锅炉产生的蒸汽作为热源对湿态钢渣尾泥在100℃-120℃温度进行热处理，使钢渣尾泥的含水量在4％以下，并将大块石膏破碎至10mm以下；将破碎后的钢渣尾泥送入球磨机进行粉磨，磨碎至勃氏比表面积为450-470m2/kg；
(2)将硅酸盐熟料、高炉矿渣和天然石膏分别磨碎至勃氏比表面积450-470m2/kg；
(3)将经过步骤(1)处理的钢渣尾泥与经过步骤(2)处理的硅酸盐熟料、高炉矿渣和天然石膏按以下重量比配料：钢渣尾泥20％～40％，高炉矿渣35％～45％，硅酸盐熟料20％～30％，天然石膏5％-6％，在混合器中混匀，即可。
以上所得钢渣尾泥矿渣水泥，经包装、检验后即可出厂。本发明的方法可生产325#或425#标号的钢渣矿渣水泥。
与现有技术相比本发明的优良效果如下：
本发明首次将钢渣球磨尾泥成功应用于钢渣矿渣水泥的生产，在不影响水泥力学强度的前提下，消除游离氧化钙对水泥体积安定性的不良影响，生产达到国标要求的325#和425#钢渣矿渣水泥，拓宽钢渣尾泥的应用领域，提高钢渣尾泥的综合利用价值，降低钢渣矿渣水泥的生产成本，发展循环经济，保护环境。
本发明所生产的钢渣矿渣水泥，由于钢渣尾泥游离氧化钙含量低，钢渣矿渣水泥的体积安定性优良，同时又充分发挥了高炉矿渣粉的水硬活性，使水化反应加快，且进行得充分，因此这种钢渣矿渣水泥力学强度性能良好。且由于这种钢渣矿渣水泥力学强度好，微膨胀，抗渗水性好，耐腐蚀，水化热低，和易性好等优点，可以满足绝大部分的土木工程要求。
本发明最突出的特点在于高效利用了钢铁企业的固体废弃物，充分反映了变废为宝，发展循环经济的特点，且生产工艺简单，水泥生产成本显著降低，经济效益、社会效益和环境效益显著。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用的钢渣尾泥是转炉炼钢钢渣经湿法球磨机磨碎、水洗、选铁后所产生的污泥，硅酸盐熟料为525#普通硅酸盐水泥熟料，高炉矿渣为经粒化水淬处理的高炉矿渣，天然石膏为普通天然二水石膏。各原料的化学成分如表1所示。
表1原材料化学成分含量表(质量百分比％)
原料 TFe  SiO2  CaO  MgO  Al2O3  TiO2  SO3
高炉矿渣 2.03  28.10  40.32  8.41  14.00  0.50  2.20
硅酸盐熟料 3.20  21.80  65.40  2.60  5.70  0.22  0.55
钢渣尾泥 10.68  16.27  49.80  11.65  2.78  0.87  0.19
天然石膏  35.7
实施例1：钢渣尾泥矿渣水泥及其制备方法，步骤如下：
(1)利用钢铁企业余热锅炉产生的蒸汽作为热源对湿态钢渣尾泥在105℃温度进行热处理，使钢渣尾泥的含水量约在3％，并将大块石膏破碎至10mm以下；将破碎后的钢渣尾泥送入球磨机进行粉磨，磨碎至勃氏比表面积为460m2/kg；
(2)将硅酸盐熟料、高炉矿渣和天然石膏分别磨碎至勃氏比表面积460m2/kg；
(3)将经过步骤(1)和(2)处理的钢渣尾泥、硅酸盐熟料、高炉矿渣和天然石膏按以下重量比配料：钢渣尾泥40％，高炉矿渣35％，硅酸盐熟料20％，天然石膏5％，在混合器中混匀，即可。产品性能列于表2中。
实施例2-6：制备方法同实施例1，所不同的是原料重量比各不相同，具体用量列于表2中，产品性能见表2。
表2钢渣尾泥矿渣水泥应用实例性能检测数据
实施例   配方(重量％)   凝结时间(mins)   7d强度(MPa)   28d强度(MPa)    安定性(雷氏法mm)
  硅酸盐熟料     钢渣尾泥     高炉矿渣   天然石膏
  初凝   终凝   抗折   抗压   抗折   抗压
1   20     40     35   5   215   391   3.25   17.07   5.64   37.62     1.4
2   20     35     40   5   209   387   3.42   18.54   5.80   39.48     1.2
3   25     35     35   5   202   372   3.76   19.87   6.15   41.31     1.2
4   25     30     40   5   190   366   4.19   21.54   6.83   43.72     1.3
5   30     25     40   5   183   353   4.42   22.06   7.43   45.36     1.1
6   30     20     45   5   174   344   4.86   22.53   8.24   46.23     1.0
表2中产品性能的检测方法按国际标准。

Claims (3)

1.一种钢渣尾泥矿渣水泥，其特征在于，原料组成按重量百分比如下：
钢渣尾泥20％～40％，高炉矿渣35％～45％，硅酸盐熟料20％～30％，天然石膏5％-6％；
所述的钢渣尾泥为转炉钢渣经湿法球磨机磨碎、水洗、选铁后所产生的污泥，并经热处理含水量在4％以下。
2.一种钢渣尾泥矿渣水泥的制备方法，步骤如下：
(1)利用钢铁企业余热锅炉产生的蒸汽作为热源对湿态钢渣尾泥在100℃-120℃温度进行热处理，使钢渣尾泥的含水量在4％以下，并将大块石膏破碎至10mm以下；将破碎后的钢渣尾泥送入球磨机进行粉磨，磨碎至勃氏比表面积为450-470m2/kg；
(2)将硅酸盐熟料、高炉矿渣和天然石膏分别磨碎至勃氏比表面积450-470m2/kg；
(3)将经过步骤(1)和(2)处理的钢渣尾泥、硅酸盐熟料、高炉矿渣和天然石膏按以下重量比配料：钢渣尾泥20％～40％，高炉矿渣35％～45％，硅酸盐熟料20％～30％，天然石膏5％-6％，在混合器中混匀，即可。
3.如权利要求1所述的钢渣尾泥矿渣水泥的制备方法，其特征在于所得产品是325#或425#标号的钢渣矿渣水泥。
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