一種利用粒化高爐礦渣制備超高強(qiáng)膠凝材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用?；郀t礦渣制備超高強(qiáng)膠凝材料的方法，包含以下步驟：(1)選取玻璃體質(zhì)量含量不低于95％的?；郀t礦渣作為原料；(2)將三乙醇胺和粉煤灰按照質(zhì)量比1:30?50混合而成的助磨劑加入原料中，助磨劑的加入量為待粉磨物料質(zhì)量0.8％?1.0％；(3)用超細(xì)粉磨機(jī)對加入助磨劑的原料進(jìn)行粉磨，通過控制粉磨時(shí)間以得到不同細(xì)度的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包括用于生產(chǎn)超高強(qiáng)膠凝材料的產(chǎn)品；所述的方法可以在低能耗、低成本的條件下得到?；郀t礦渣超細(xì)粉產(chǎn)品，使全部粒化高爐礦渣得到資源化利用，實(shí)現(xiàn)粒化高爐礦渣處理利用行業(yè)利益最大化。
【專利說明】
一種利用粒化高爐礦渣制備超高強(qiáng)膠凝材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用?；郀t礦渣制備超高強(qiáng)膠凝材料的方法，特別是一種利用超細(xì)粉磨方法將?；郀t礦渣制成超高強(qiáng)膠凝材料的方法，屬于冶金、資源利用環(huán)保和節(jié)能減排領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是鋼鐵大國，2013年生鐵產(chǎn)量為70897萬噸，礦渣產(chǎn)生量為24105萬噸，利用率為82%，主要利用途徑是生產(chǎn)?；郀t礦渣粉和水泥摻合料，仍有超過4000萬噸得不到利用。
[0003]粒化高爐礦渣的處理方式是急冷水淬，粉磨制成?；郀t礦渣粉。GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》將?；郀t礦渣粉分為S105、S95、S75三個(gè)等級。目前部分渣粉生產(chǎn)企業(yè)反映?；郀t礦渣活性降低，達(dá)標(biāo)困難。
[0004]?；郀t礦渣的玻璃體質(zhì)量含量越高，潛在活性就越大。影響?；郀t礦渣活性的主要因素有玻璃體質(zhì)量含量和渣粉比表面積。決定?；郀t礦渣玻璃體質(zhì)量含量的主要因素是礦渣急冷時(shí)溫度和冷卻速度(即渣水比)。粉磨時(shí)長和粉磨過程中的接觸方式則決定了?；郀t礦渣粉的細(xì)度。
[0005]原料達(dá)到玻璃體質(zhì)量含量要求后進(jìn)行粉磨。?；郀t礦渣粉的顆粒越細(xì)，比表面積越大，水化過程中反應(yīng)接觸面積越大，可以有效提高反應(yīng)速度。物料在施加沖擊、剪切、摩擦、壓縮、延伸等機(jī)械力作用后，其內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)會不規(guī)則化和產(chǎn)生多相晶型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致晶格缺陷發(fā)生、比表面積增大、表面能增加等，隨之物料的熱力學(xué)性質(zhì)、結(jié)晶學(xué)性質(zhì)、物理化學(xué)性質(zhì)等都會發(fā)生規(guī)律性變化。隨著粉磨時(shí)長的增加，由于團(tuán)聚效應(yīng)可能使顆粒粒度不再減小，但繼續(xù)粉磨還是可以產(chǎn)生新的活化點(diǎn)，同時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生缺陷和裂紋，使渣粉在堿性水溶液中易于均勻分散，有利于0H—離子進(jìn)入?；郀t礦渣發(fā)生水化反應(yīng)。另外通過在粉磨物料里加入助磨劑，可以一定程度破壞團(tuán)聚效應(yīng)，使細(xì)度繼續(xù)增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明中，?；郀t礦渣中含有大量玻璃體，具有一定的水化活性，是一種膠凝材料資源。本發(fā)明中選取玻璃體質(zhì)量含量不低于95%的?；郀t礦渣作為制備超高強(qiáng)膠凝材料的原料。
[0007]選用的助磨劑為三乙醇胺和粉煤灰的混合物。將三乙醇胺與粉煤灰以質(zhì)量比為1:3 O - 5 O的比例混合，用制樣機(jī)粉磨至比表面積達(dá)到7 O O m2 / k g以上。按照待磨物料質(zhì)量的
0.8%-1.0%加入助磨劑，混合均勻，放入超細(xì)粉磨機(jī)，粉磨不大于60min，出料比表面積為> 800m2/kgo
[0008]粉磨過程中所加助磨劑的參數(shù)控制為:
[0009](I)三乙醇胺和粉煤灰的質(zhì)量比例:1:30-50;
[0010](2)制備助磨劑的比表面積:> 700m2/kg；
[0011](3)助磨劑的加入量:待粉磨物料質(zhì)量的0.8 % -1.0 %。
[0012]超細(xì)粉磨過程中參數(shù)控制為:
[0013](I)粉磨時(shí)長:^6Omin;
[0014](2)出料比表面積:2 800mVkg。
[0015]根據(jù)不同的產(chǎn)品要求生產(chǎn)不同細(xì)度的渣粉:比表面積在800-1200m2/kg的?；郀t礦渣超細(xì)粉用作生產(chǎn)超高強(qiáng)膠凝材料；比表面積大于1200m2/kg的?；郀t礦渣超微粉用于取代硅灰。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在控制了原料玻璃體質(zhì)量含量的基礎(chǔ)上加入助磨劑進(jìn)行粉磨，可以在低能耗、低成本的條件下得到?；郀t礦渣超細(xì)粉產(chǎn)品。運(yùn)用本發(fā)明所述的方法可以使全部?；郀t礦渣得到高附價(jià)值資源化利用，實(shí)現(xiàn)?；郀t礦渣處理利用行業(yè)利益最大化。
[0017]—種利用?；郀t礦渣制備超高強(qiáng)膠凝材料的方法的工藝流程為:高爐出渣—高壓水淬—水渣脫水—拌入助磨劑—超細(xì)粉磨機(jī)粉磨至比表面積達(dá)到800m2/kg以上—料倉—渣粉資源化利用。
[0018]具體實(shí)施內(nèi)容
[0019]取玻璃體質(zhì)量含量達(dá)到95%以上的?；郀t礦渣粉，加入利用三乙醇胺和粉煤灰制備的助磨劑充分混勻，再利用超細(xì)粉磨設(shè)備進(jìn)行粉磨。
[0020]粉磨過程中所加助磨劑的參數(shù)控制為:
[0021](I)三乙醇胺和粉煤灰的質(zhì)量比例:1:30-50;
[0022](2)制備助磨劑的比表面積:> 700m2/kg；
[0023 ] (3)助磨劑的加入量:待粉磨物料質(zhì)量的0.8 % -1.0 %。
[0024]粉磨過程中參數(shù)控制為:
[0025](I)粉磨時(shí)長:<60min;
[0026](2)出料比表面積:2 800mVkg。
[0027]使用該方法可以得到不同細(xì)度的?；郀t礦渣粉，可以滿足不同的產(chǎn)品要求。
[0028]比表面積在800-1200m2/kg的產(chǎn)品可以應(yīng)用在特殊工程混凝土中，如海工混凝土中；若比表面積達(dá)到1200m2/kg以上的產(chǎn)品可以用作替代硅灰。
[0029]取某公司的粒化高爐礦渣，玻璃體質(zhì)量含量不低于95%，粉磨至比表面積為400m2/kg，測得中位徑d50為10.9μηι，通過試驗(yàn)測得摻加比表面積為400m2/kg的磨細(xì)?；郀t礦渣粉取代50%水泥配制的膠砂流動(dòng)度為102%，3天、7天、28天的活性指數(shù)分別為57%、75%、98%。
[0030]向渣粉中添加助磨劑，助磨劑和?；郀t礦渣粉的質(zhì)量比例為0.008-0.01:1，利用超細(xì)粉磨機(jī)粉磨不同時(shí)間，取出粉料，利用激光粒度分析儀、勃氏比表面積儀和氮吸附比表面積儀進(jìn)行中位徑d50和比表面積的測定，再進(jìn)行膠凝活性指數(shù)的測試。分析測試參照GB/T 8074-2008《水泥比表面積測試方法》、GB/T 17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》。[0031 ]實(shí)施例1:取某公司的?；郀t礦渣，對所述的?；郀t礦渣經(jīng)過充分水淬處理，使得玻璃體質(zhì)量含量為95%，水淬處理完成后進(jìn)行脫水處理，得到?；郀t礦渣原料100kg;將三乙醇胺和粉煤灰充分混合，三乙醇胺和粉煤灰的質(zhì)量比為1: 30;將混合后的三乙醇胺和粉煤灰用制樣機(jī)粉磨至比表面積達(dá)到700m2/kg，得到助磨劑；將助磨劑0.8kg(0.8% )加入?；郀t礦渣原料中；用超細(xì)粉磨機(jī)對加入助磨劑的原料進(jìn)行粉磨，粉磨時(shí)間為40分鐘，得到粉料中位徑d50為3.4μπι，比表面積為866m2/kg的?；郀t礦渣超細(xì)粉96kg，比表面積為866m2/kg的?；郀t礦渣超細(xì)粉用作生產(chǎn)超高強(qiáng)膠凝材料;摻加比表面積為866m2/kg的磨細(xì)?；郀t礦渣粉取代50%水泥配制的膠砂流動(dòng)度為89%，3天、7天、28天的活性指數(shù)分別為127%、134%、132%。
[0032]實(shí)施例2:取某公司的?；郀t礦渣，對所述的?；郀t礦渣經(jīng)過充分水淬處理，使得玻璃體質(zhì)量含量為97%，水淬處理完成后進(jìn)行脫水處理，以得到粒化高爐礦渣原料100kg;將三乙醇胺和粉煤灰充分混合，三乙醇胺和粉煤灰的質(zhì)量比為1:40;將混合后的三乙醇胺和粉煤灰用制樣機(jī)粉磨至比表面積達(dá)到728m2/kg，得到助磨劑；將助磨劑0.9kg(0.9% )加入?；郀t礦渣原料中；用超細(xì)粉磨機(jī)對加入助磨劑的原料進(jìn)行粉磨，粉磨時(shí)間為50分鐘，得到粉料中位徑d50為2.8μπι，比表面積為982m2/kg的?；郀t礦渣超細(xì)粉多少92.4kg，比表面積為982m2/kg的?；郀t礦渣超細(xì)粉用作生產(chǎn)超高強(qiáng)膠凝材料;摻加比表面積為982m2/kg的磨細(xì)粒化高爐礦渣粉取代50%水泥配制的膠砂流動(dòng)度為88%，3天、7天、28天的活性指數(shù)分別為132%、148%、144%。
[0033]實(shí)施例3:取某公司的?；郀t礦渣，對所述的?；郀t礦渣經(jīng)過充分水淬處理，使得玻璃體含量為99%，水淬處理完成后進(jìn)行脫水處理，以得到粒化高爐礦渣原料100kg;將三乙醇胺和粉煤灰充分混合，三乙醇胺和粉煤灰的質(zhì)量比為1: 50;將混合后的三乙醇胺和粉煤灰用制樣機(jī)粉磨至比表面積達(dá)到716m2/kg，得到助磨劑;將助磨劑lkg(l%)加入?；郀t礦渣原料中；用超細(xì)粉磨機(jī)對加入助磨劑的原料進(jìn)行粉磨，粉磨時(shí)間為60分鐘，得到粉料中位徑d50為2.4μπι,比表面積為1106m2/kg的?；郀t礦渣超細(xì)粉90.4kg，比表面積為1106m2/kg的粒化高爐礦渣超細(xì)粉用作生產(chǎn)超高強(qiáng)膠凝材料;摻加比表面積為1106m2/kg的磨細(xì)?；郀t礦渣粉取代50%水泥配制的膠砂流動(dòng)度為76%，3天、7天、28天的活性指數(shù)分別為 130%、155%、157%。
[0034]雖然本發(fā)明中只列出了一部分實(shí)施例，但是該實(shí)施例不能理解為對本發(fā)明的限制，其是優(yōu)選的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解通過控制粉磨時(shí)間同樣能夠得到比表面積為800m2/kg和1200m2/kg的?；郀t礦渣粉用作生產(chǎn)超高強(qiáng)膠凝材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用粒化高爐礦渣制備超高強(qiáng)膠凝材料的方法，其特征在于，包含以下步驟: 步驟一:選取玻璃體質(zhì)量含量不低于95 %的?；郀t礦渣作為原料； 步驟二:將三乙醇胺和粉煤灰按照質(zhì)量比1:30-50混合而成的助磨劑加入原料中，助磨劑的加入量為待粉磨原料質(zhì)量的0.8%-1.0% ； 步驟三:用超細(xì)粉磨機(jī)對加入助磨劑的所述原料進(jìn)行粉磨，通過控制粉磨時(shí)間以得到不同細(xì)度的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包括用于生產(chǎn)超高強(qiáng)膠凝材料的產(chǎn)品。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的粒化高爐礦渣經(jīng)過充分水淬處理，使得玻璃體質(zhì)量含量不低于95%，水淬處理完成后進(jìn)行脫水處理，以得到所述原料。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟二中所述的助磨劑是利用三乙醇胺和粉煤灰充分混合后，用制樣機(jī)粉磨至比表面積達(dá)到700m2/kg以上制成，三乙醇胺和粉煤灰的質(zhì)量比為1:30-50。4.如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，超細(xì)粉磨機(jī)的粉磨時(shí)間不大于60min，得到比表面積不小于800m2/kg的?；郀t礦渣粉，比表面積在800-1200m2/kg的?；郀t礦渣粉用作生產(chǎn)超高強(qiáng)膠凝材料;比表面積大于1200m2/kg的?；郀t礦渣粉用于取代硅灰。
【文檔編號】C04B5/00GK105884235SQ201610094577
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月19日
【發(fā)明人】楊景玲, 郝以黨, 胡天麒, 吳龍, 孫樹杉, 夏春, 閭文
【申請人】中冶節(jié)能環(huán)保有限責(zé)任公司, 中冶建筑研究總院有限公司