專利名稱：鋼渣復(fù)合微粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼渣復(fù)合微粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)迅速發(fā)展的同時產(chǎn)生了許多的工業(yè)廢棄物，包括高鈦型高爐渣、粉煤灰、磷渣、電廠爐渣、鈦石膏等，它們既是環(huán)境的污染物，同時也是未被充分利用的資源，如果能夠采用經(jīng)濟(jì)合理的方式進(jìn)行綜合利用，如將其制成鋼渣復(fù)合微粉等，不僅可以大大減輕工業(yè)廢棄物對環(huán)境污染問題，同時也能帶來較高的經(jīng)濟(jì)利益。所述鋼渣復(fù)合微粉主要作為水泥或者混泥土摻合料使用。目前，鋼鐵廠在使用釩鈦磁鐵礦進(jìn)行冶煉時，為了盡可能的回收釩，一般采用選擇還原的原理，采取低溫、低硅、低鈦的冶煉方法；在半鋼冶煉時，又需要采取一些熱補(bǔ)償技術(shù)并加入大量的石灰和白云石，使渣中的游離氧化鈣和游離氧化鎂較高，最終使得鋼渣具有 CaO含量較高、SiO2含量低、RO相含量高的特點，此種鋼渣被稱為含釩鋼渣。含釩鋼渣按重量配比為 CaO 為 35 45%，SiO2 為 10 15%，MgO 為 9 14%，Al2O3 為 2 5%，F(xiàn)e2O3 為 20 35%, V2O5 為 O. 5 3. 0%, P2O5 為 O. 5 3. 0%。長期以來，含釩鋼渣在建材領(lǐng)域都未得到有效利用，比如攀鋼集團(tuán)每年堆存含釩鋼渣的量就達(dá)到40萬噸以上。發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因主要有以下幾個方面一是由于含釩鋼渣鈣、鎂含量較高，其中的游離氧化鈣和游離氧化鎂會對水泥的安定性造成不良影響。二是由于含釩鋼渣特殊的高溫性能使其活性較差，用作混合材生產(chǎn)水泥或者作為混泥土摻合料時，會導(dǎo)致水泥的強(qiáng)度下降。三是由于含釩鋼渣C2SX3S的含量明顯低于同堿度鋼渣，同時，含釩鋼渣中含有O. 5 3. 0%的V2O5與CaO反應(yīng)形成釩酸鈣，它與 C2S, C3S形成固溶體，進(jìn)一步減少了 C2S、C3S的量，使含釩鋼渣的水化性能低。公開號為CN1557763A，名稱為利用復(fù)合鋼渣微粉制備高性能混凝土摻合料的方法的中國專利公開了鋼渣和礦渣可復(fù)合制成用于混凝土摻合料的微粉，但是該專利并不涉及采用本發(fā)明所述的含釩鋼渣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用含釩鋼渣作為原料制備得到的鋼渣復(fù)合微粉以及該微粉的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是鋼渣復(fù)合微粉，原料包括粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和含釩鋼渣，其中含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計 (3% ;將上述原料混合即制得鋼渣復(fù)合微粉，鋼渣復(fù)合微粉的比表面積> 400m2/kg。粉煤灰為燃煤電廠產(chǎn)生的粉煤灰，粉煤灰的碳含量彡5%，粉煤灰達(dá)到《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596中用作水泥活性混合材的技術(shù)要求。磷渣為黃磷廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含磷渣。磷渣達(dá)到《用于水泥中的?；姞t磷渣》 GB/T6645中對磷渣的技術(shù)要求。
電廠爐渣是燃煤火力發(fā)電廠煤燃燒的殘余物。電廠爐渣按重量配比為Si0245 55%, Al20325 35%，Ca03 10%，MgOl 5%，F(xiàn)e2033 10%，燒失量為 8 10%。其中，所述含釩鋼渣的比表面積彡300m2/kg。其中，所述原料包括30 50重量份的粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和 50 70重量份的含釩鋼渣。進(jìn)一步的，所述原料包括為10 20重量份的粉煤灰和/或電廠爐渣、20 30重量份的磷渣和50 60重量份的含釩鋼渣。再進(jìn)一步的，所述原料還包括5 10重量份的鈦石膏。鈦石膏是采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉時，為治理酸性廢水，加入石灰或電石渣以中和酸性廢水而產(chǎn)生的以二水石膏為主要成分的廢渣。鈦石膏中的二水硫酸鈣含量> 70%。再進(jìn)一步的，所述原料還包括I 3重量份的激發(fā)劑；所述激發(fā)劑按重量配比為純堿O 100%、元明粉O 100%、泡花堿O 100%、三乙醇胺O 10%、硫鋁酸鈣O 100% ;激發(fā)劑中純堿、元明粉、泡花堿和硫鋁酸鈣不同時為零。本發(fā)明還提供制備鋼渣復(fù)合微粉的方法，包括如下步驟a、采用熱悶工藝或者采用熱潑冷卻-自然堆存的工藝使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計彡3%，含釩鋼渣再經(jīng)除鐵處理，然后研磨至比表面積彡300m2/kg ；b、將原料30 50重量份的粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和50 70重量份的步驟a處理后的含釩鋼渣混合磨制至比表面積> 400m2/kg時得到鋼渣復(fù)合微粉。其中，上述方法步驟b中所述原料包括10 20重量份的粉煤灰和/或電廠爐渣、 20 30重量份的磷渣和50 60重量份的步驟a處理后的含釩鋼渣。進(jìn)一步的,上述方法中步驟b中所述原料還包括5 10重量份的鈦石膏。其中，上述方法步驟b中所述原料還包括I 3重量份的激發(fā)劑；所述激發(fā)劑按重量配比為純堿O 100%、元明粉O 100%、泡花堿O 100%、三乙醇胺O 10%、硫鋁酸鈣O 100% ;激發(fā)劑中純堿、元明粉、泡花堿和硫鋁酸鈣不同時為零。本發(fā)明的有益效果是發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，將含釩鋼渣的游離氧化鈣含量控制在< 3%的范圍，并且合理控制含釩鋼渣的添加量，就可以消除含釩鋼渣中游離氧化鈣對水泥安定性造成的影響，因此，本發(fā)明通過先控制含釩鋼渣的游離氧化鈣含量<3%，并且優(yōu)選采用熱悶工藝方法或者采用熱潑冷卻和自然堆存的工藝方法，從而解決了游離氧化鈣會對水泥的安定性造成影響的問題。本發(fā)明方法通過控制鋼渣復(fù)合微粉的比表面積> 400m2/ kg，使得含釩鋼渣能夠達(dá)到一定的細(xì)度，使其容易水化，解決了 C2S、C3S的含量低造成的水化性能低的問題，并且本發(fā)明優(yōu)選先將含釩鋼渣單獨研磨至比表面積> 300m2/kg，保證含釩鋼渣處于容易水化的粒度范圍內(nèi)。本發(fā)明方法通過解決上述兩個問題使得含釩鋼渣能夠作為生產(chǎn)鋼渣復(fù)合微粉的原料，生產(chǎn)的鋼渣復(fù)合微粉能達(dá)到《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》(GB/T 20491)中對鋼渣粉的技術(shù)要求，并具有質(zhì)量優(yōu)異、經(jīng)濟(jì)性好、節(jié)能環(huán)保的特點。另外，通過加入激發(fā)劑和控制原料配比等措施，能夠使鋼渣復(fù)合微粉的性能更好，從而也可避免由于含釩鋼渣特殊的高溫性能導(dǎo)致水泥強(qiáng)度下降的問題。
具體實施例方式本發(fā)明的具體實施方式
如下
鋼渣復(fù)合微粉，原料包括粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和含釩鋼渣，其中含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計< 3% ;將上述原料混合即制得鋼渣復(fù)合微粉， 鋼渣復(fù)合微粉的比表面積彡400m2/kg。首先，本發(fā)明通過控制含釩鋼渣游離氧化鈣的含量< 3%，從而消除含釩鋼渣中游離氧化鈣對水泥安定性造成的影響，通過控制鋼渣道路水泥的最終的比表面積，從而使得含釩鋼渣能夠達(dá)到一定的細(xì)度，使其容易水化，解決了 c2s、C3S的含量低造成的水化性能低的問題，進(jìn)一步的也就使得含釩鋼渣能夠作為生產(chǎn)鋼渣復(fù)合微粉的原料，生產(chǎn)的鋼渣復(fù)合微粉能達(dá)到《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》(GB/T 20491)中對鋼渣粉的技術(shù)要求。優(yōu)選的，為了使鋼渣復(fù)合微粉的性能更好，所述含釩鋼渣的比表面積> 300m2/kg。優(yōu)選的，為了使鋼渣復(fù)合微粉的性能更好，所述原料包括30 50重量份的粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和50 70重量份的含釩鋼渣。進(jìn)一步的，為了使鋼渣復(fù)合微粉的性能更好，所述原料包括為10 20重量份的粉煤灰和/或電廠爐渣、20 30重量份的磷渣和50 60重量份的含釩鋼渣。再進(jìn)一步的，為了使鋼渣復(fù)合微粉的性能更好，所述原料還包括5 10重量份的
鈦石骨。再進(jìn)一步的，為了使鋼渣復(fù)合微粉的性能更好，所述原料還包括I 3重量份的激發(fā)劑；所述激發(fā)劑按重量配比為純堿O 100%、元明粉O 100%、泡花堿O 100%、三乙醇胺O 10%、硫鋁酸鈣O 100%;激發(fā)劑中純堿、元明粉、泡花堿和硫鋁酸鈣不同時為零。本發(fā)明還提供制備鋼渣復(fù)合微粉的方法，包括如下步驟a、采用熱悶工藝或者采用熱潑冷卻-自然堆存的工藝使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計彡3%，含釩鋼渣再經(jīng)除鐵處理，然后研磨至比表面積彡300m2/kg ；b、將原料30 50重量份的粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和50 70重量份的步驟a處理后的含釩鋼渣混合磨制至比表面積> 400m2/kg時得到鋼渣復(fù)合微粉。由于含釩鋼渣易磨性比其他原料差，步驟a中單獨將含釩鋼渣先研磨至比表面積 > 300m2/kg是為了充分保證含釩鋼渣的水化性能，避免水泥原料磨制時可能產(chǎn)生的部分含釩鋼渣粒度不夠細(xì)的問題，并且單獨研磨后再與混合磨制能夠減少磨耗。另外，含釩鋼渣比表面積過低時鋼渣活性較差，過高時由于鋼渣難磨使得能耗較高，因此，優(yōu)選含釩鋼渣經(jīng)除鐵處理后經(jīng)研磨使含釩鋼渣的比表面積在300 400m2/kg之間。經(jīng)除鐵處理是使含釩鋼渣中金屬鐵含量按重量百分比計< I %，一方面是有利于回收金屬鐵，另一方面是有利于制備得到的水泥性能。另外，熱悶是指利用高溫液態(tài)鋼渣的顯熱在較為封閉的環(huán)境中灑水使其在物理力學(xué)作用和游離氧化鈣的水解作用下促使鋼渣粉化和消解游離氧化鈣，熱悶過程中鋼渣溫度較高。熱潑是指用有限的水在開放式的環(huán)境中向鋼渣噴灑、使其在溫度和應(yīng)力的作用下粉化；熱潑過程游離氧化鈣水解作用不如熱悶明顯，鋼渣溫度也低于熱悶過程。優(yōu)選的，上述方法步驟b中所述原料包括10 20重量份的粉煤灰和/或電廠爐渣、20 30重量份的磷渣和50 60重量份的步驟a處理后的含釩鋼渣。進(jìn)一步的,上述方法中步驟b中所述原料還包括5 10重量份的鈦石膏。優(yōu)選的，上述方法步驟b中所述原料還包括I 3重量份的激發(fā)劑；所述激發(fā)劑按重量配比為純堿O 100%、元明粉O 100%、泡花堿O 100%、三乙醇胺O 10%、硫鋁酸鈣O 100% ;激發(fā)劑中純堿、元明粉、泡花堿和硫鋁酸鈣不同時為零。下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例中用到的未經(jīng)處理的含釩鋼渣的組成為CaO為 38. 67%，MgO為 12. 39%，SiO2 % 11. 15%,Fe2O3 為 25. 55%，Al2O3 為 2. 83%， V2O5為1.41%，P2O5為1.56% ;其堿度系數(shù)為3. 04，游離氧化鈣含量為9.65%。用到的電廠爐渣的組成為Si0251. 0%, Al20326. 1%，CaO 為 6. 5%，Mg03. 0%, Fe2036. 0%，碳含量為 8. 9%。用到的粉煤灰達(dá)到《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596中用作水泥活性混合材的技術(shù)要求。用到的磷渣達(dá)到《用于水泥中的?；姞t磷渣》GB/T6645中對磷渣的技術(shù)要求。用到的鈦石膏中二水硫酸鈣含量為85%。實施例一含釩鋼渣經(jīng)過熱悶工藝處理后，其游離氧化鈣含量為2. 45%。將處理后的含釩鋼渣50重量份，電廠爐渣50重量份混合磨制得到鋼渣復(fù)合微粉，鋼渣復(fù)合微粉的性能如表 I 表I實施例一鋼洛復(fù)合微粉性能表
權(quán)利要求
1.鋼渣復(fù)合微粉，其特征在于原料包括粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和含釩鋼渣，其中含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計< 3% ;將上述原料混合即制得鋼渣復(fù)合微粉，鋼渣復(fù)合微粉的比表面積> 400m2/kg。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼渣復(fù)合微粉，其特征在于所述含釩鋼渣的比表面積 ^ 300m2/kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋼渣復(fù)合微粉，其特征在于所述原料包括30 50重量份的粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和50 70重量份的含釩鋼渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼渣復(fù)合微粉，其特征在于所述原料包括為10 20重量份的粉煤灰和/或電廠爐渣、20 30重量份的磷渣和50 60重量份的含釩鋼渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼渣復(fù)合微粉，其特征在于所述原料還包括5 10重量份的鈦石骨。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鋼渣復(fù)合微粉，其特征在于所述原料還包括I 3重量份的激發(fā)劑；所述激發(fā)劑按重量配比為純堿O 100%、元明粉O 100%、泡花堿O 100%、三乙醇胺O 10%、硫鋁酸鈣O 100%;激發(fā)劑中純堿、元明粉、泡花堿和硫鋁酸鈣不同時為零。
7.制備鋼渣復(fù)合微粉的方法，其特征在于包括如下步驟a、采用熱悶工藝或者采用熱潑冷卻-自然堆存的工藝使含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計彡3%，含釩鋼渣再經(jīng)除鐵處理，然后研磨至比表面積彡300m2/kg ；b、將原料30 50重量份的粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和50 70重量份的步驟a處理后的含釩鋼渣混合磨制至比表面積> 400m2/kg時得到鋼渣復(fù)合微粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備鋼渣復(fù)合微粉的方法，其特征在于步驟b中所述原料包括10 20重量份的粉煤灰和/或電廠爐渣、20 30重量份的磷渣和50 60重量份的步驟a處理后的含釩鋼渣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備鋼渣復(fù)合微粉的方法，其特征在于步驟b中所述原料還包括5 10重量份的鈦石膏。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備鋼渣復(fù)合微粉的方法，其特征在于步驟b中所述原料還包括I 3重量份的激發(fā)劑；所述激發(fā)劑按重量配比為純堿O 100%、元明粉O 100%、泡花堿O 100%、三乙醇胺O 10%、硫鋁酸鈣O 100%;激發(fā)劑中純堿、元明粉、 泡花堿和硫鋁酸鈣不同時為零。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用含釩鋼渣作為原料制備得到的鋼渣復(fù)合微粉和該微粉的制備方法方法，屬于建材技術(shù)領(lǐng)域。鋼渣復(fù)合微粉，原料包括粉煤灰、磷渣或電廠爐渣中的至少一種和含釩鋼渣，其中含釩鋼渣中游離氧化鈣含量按重量百分比計≤3％；將上述原料混合即制得鋼渣復(fù)合微粉，鋼渣復(fù)合微粉的比表面積≥400m2/kg。本發(fā)明通過控制含釩鋼渣中游離氧化鈣含量≤3％、控制含釩鋼渣的比表面積使得含釩鋼渣能夠作為生產(chǎn)鋼渣復(fù)合微粉的原料，生產(chǎn)的鋼渣復(fù)合微粉能達(dá)到《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》(GB/T 20491)中對鋼渣粉的技術(shù)要求，另外，通過加入鈦石膏、激發(fā)劑和控制原料配比等措施，能夠使鋼渣復(fù)合微粉的性能更好。
文檔編號C04B7/26GK102584042SQ20121001707
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者何奇, 劉欣, 吳斌, 敖進(jìn)清, 楊志遠(yuǎn), 范斌, 藍(lán)靜 申請人:攀枝花鋼城集團(tuán)有限公司