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摘要:本发明属于固废资源化利用技术领域,公开了一种钢渣改性胶凝材料、制备方法及应用,其制备方法包括如下步骤:S1、收集高温钢渣;S2、保温下熔融钢渣组分调控;S3、保温阶段物相改性重构;S4、改性钢渣第一段降温物相重构;S5、改性钢渣第二段降温物相重构;S6、冷却后处理。本发明通过对配方及制备工艺的同步改进,对熔融钢渣的直接处理,经过保温和两阶段降温物相重构结合改性的方法,控制钢渣中各组分的含量、晶粒等物相,使其同时符合新国标要求,使处理后的改性材料能够作为熟料、应用于普通硅酸盐水泥的制造、提高消纳量。本发明同时利用了能源和资源,提高了钢渣资源化利用价值和总消纳量,在工业上具有较高应用价值。
主权项:1.一种钢渣改性胶凝材料的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:S1、收集高温钢渣使用保温的中间渣罐,收集炼钢转炉排出的高温熔融钢渣,转运到改性处理车间;S2、保温下熔融钢渣组分调控保持渣罐中钢渣的温度在1500~1600℃的熔融状态,向熔融钢渣中加入预配好的改性粉料后、混合搅拌,在搅拌过程中,熔融状态下的Ca2+离子扩散与硅酸根离子、2CaO·SiO2反应,进行物相重构,形成硅酸盐水泥的主要物相3CaO·SiO2,同时熔融钢渣中含铁相与改性粉料中还原剂反应生成单质铁;所述改性粉料是由设定比例、颗粒直径为5~50mm的还原剂、钙质料和硅质料组成的混合粉体,各组分的质量比例为还原剂:钙质料:硅质料:熔融钢渣=(0.08~0.18):(0.12~0.23):(0.018~0.055):1;S3、保温阶段物相改性重构停止搅拌、继续保持渣罐中的钢渣温度在1500~1600℃的熔融状态,保温时间30~60min,使熔融钢渣成分均匀化,在这一过程中,还原出的铁水自然沉降到渣罐底部,分调控后的熔融改性钢渣自然漂浮在渣罐上部;将自然漂浮在渣罐上部的熔融改性钢渣,转移至另一保温的渣罐中改性,使渣铁分离;S4、改性钢渣第一段降温物相重构将转移后温度在1500~1600℃的熔融改性钢渣,以10~30℃min的速度,控制改性钢渣慢速降温至1250~1300℃,进行第一段降温物相重构,这一过程中,使水泥熟料的主要物相3CaO·SiO2,2CaO·SiO2从熔融改性钢渣中析出,小晶体逐渐发育长大;S5、改性钢渣第二段降温物相重构以40~70℃s的降温速度,控制改性钢渣从1250~1300℃急冷至室温,这一过程使生成的3CaO·SiO2晶粒停止继续长大,使3CaO·SiO2晶粒适中、抑制3CaO·SiO2物相分解和阻止2CaO·SiO2晶型转变为γ型,使熔融改性钢渣的各组分相互作用、逐渐形成水泥熟料所含的主要物相3CaO·SiO2、2CaO·SiO2;S6、冷却后处理将步骤S5冷却至室温,获得经过保温和二阶段降温物相重构的块状钢渣改性胶凝材料,先破碎、后粉磨,磨细至比表面积SSA达到300m²kg≤SSA≤400m²kg,制备得到主要由3CaO·SiO2、2CaO·SiO2物相构成的硅酸盐水泥熟料。
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