CN101519285B - 一种钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂及其制备和应用 - Google Patents

一种钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂及其制备和应用 Download PDF

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Abstract

一种钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂，其特征在于，以烧结烟气脱硫渣为原料。所述的烧结烟气脱硫渣是以石灰浆为脱硫剂的湿法脱硫后所得的经处理的制品，其主要化学成分为CaO：30％～50％，SO3：40％～60％，Na2O：0.01％～0.1％，CaCl2：0.01％～0.1％，余量为水分和杂质。本发明用作钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉的激发剂，不仅解决了钢铁烧结烟气脱硫渣污染问题，还能为钢铁企业带来可观的经济效益。

Description

一种钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂及其制备和应用
技术领域
本发明涉及一种用烧结烟气脱硫渣作为钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉活性激发剂的技术，特别是一种钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂及其制备和应用，属于钢铁、建筑和建材领域。
背景技术
钢铁工业产生SO2的污染源主要为烧结工序。烧结工艺过程产生的SO2排放量约占钢铁企业年排放量40％～60％，控制烧结生产过程SO2的排放，是钢铁企业SO2控制的重点。每一吨烧结矿产生1～2kg SO2，0.5kg氮氧化物。以年产4亿吨铁计算，烧结矿每年排出约120万吨SO2。随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展，单机废气量和SO2排放量随之增大，控制烧结机烟气SO2污染势在必行。因此，加快实施烧结烟气脱硫，减排SO2是钢铁工业环境治理急需解决的重要问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂及其制备和应用的方法，将烧结烟气脱硫渣经造粒处理后，分别和钢渣或粒化高炉矿渣一起粉磨，制成钢渣粉、粒化高炉矿渣粉或钢铁渣复合粉(钢铁渣复合粉由钢渣粉和矿渣粉混合而成)，作混凝土、水泥掺合料和建材制品，以解决钢铁生产中SO2治理的副产物烧结烟气脱硫渣的再利用问题，实现烧结烟气脱硫渣的“零排放”和资源化利用，有利于环境保护，也符合国家循环经济的政策。
本发明的目的是以如下技术方案实现的，本发明是一种钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂，其特征在于，以烧结烟气脱硫渣为原料。
所述的烧结烟气脱硫渣是以石灰浆为脱硫剂的湿法脱硫后所得的副产品。
其主要化学成分为：
CaO：30％～50％，    SO3：40％～60％，
Na2O：0.01％～0.1％，    CaCl2：0.01％～0.1％，其余可为水分和杂质。
可将上述的物质经以下的活性激发处理步骤以提高其激活性能：
(1)将烧结烟气脱硫渣进行造粒；
(2)将(1)所述的烧结烟气脱硫渣在100℃～300℃温度下保温1h～6h。
控制其主要化学成分为：
CaO：30％～50％，      SO3：40％～60％，
Na2O：0.01％～0.1％，  CaCl2：0.01％～0.1％，
水分：小于10％，其余可为杂质；
制得本发明钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂。
所述的钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂的使用方法是将所述的激发剂分别掺入到钢渣、粒化高炉矿渣内粉磨，掺量为钢渣、粒化高炉矿渣质量的3％～8％。将本发明用作钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂来做混凝土、水泥掺合料和建材制品。说明如下：
本发明的原料采用烧结烟气脱硫渣，是以石灰浆为脱硫剂的湿法脱硫的副产品，主要成分是结晶硫酸钙(CaSO4·2H2O、CaSO4·H2O)，颜色微黄，呈中性或偏碱性，化学成分CaSO4·2H2O+CaSO4·H2O含量在90％以上。
钢渣作为炼钢过程中产生的废渣，产生量约为钢产量的12％～15％，大量钢渣的堆放不仅占用土地，还对渣场周围的环境造成严重的污染，因此有效的利用这些钢渣既能带来良好的经济效益，又能很好的保护环境。将钢渣磨成钢渣粉是钢渣大量应用的途径之一。通过大量研究发现：钢渣粉的化学组成与水泥熟料相似，是一种具有活性的胶凝材料，将本发明激发剂(未经活性激发处理的)掺入后，有一定激活效果；而将本发明激发剂进行活性激发处理后，其效果显著提高。
粒化高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排放的副产品，是急剧冷却液态熔融粒化高炉矿渣而得到的产品，其矿物组成大部分是玻璃态物质，有较好的潜在活性，经粉磨后常用作混凝土和水泥掺合料，但是矿渣粉的活性需要激发才能更好体现出来。常用的化学激发剂就是用含有Ca2+、K+、Na+等阳离子对粒化高炉矿渣粉的玻璃体网络进行解体，促使粒化高炉矿渣粉进行水化反应。将本发明激发剂(未经活性激发处理的)掺入后，有一定激活效果；而将本发明激发剂进行活性激发处理后，其效果显著提高。
综上所述，将本发明用作钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂来作混凝土、水泥掺合料和建材制品，不仅解决了钢铁企业烧结烟气脱硫渣污染的问题，还能为钢铁企业带来可观的经济效益，是一项具有实际意义的工作。
具体实施方式
以烧结烟气脱硫渣为原料。所述的烧结烟气脱硫渣是以石灰浆为脱硫剂的湿法脱硫后所得的副产品，其主要化学成分为：
CaO：30％～50％，        SO3：40％～60％，
Na2O：0.01％～0.1％，    CaCl2：0.01％～0.1％，其余为水分和杂质。
实施例1、
将上述的烧结烟气脱硫渣，造粒后在200℃温度下处理3.5h，检测其化学成分
CaO：35.8％，      SO3：  54.4％，    Na2O：0.02％，
CaCl2：0.03％，    含水率3.46％，     杂质6.29％，即为本发明的钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂。
用本发明的激发剂按4％的掺量分别掺到钢渣或粒化高炉矿渣内，粉磨，制成钢渣粉或粒化高炉矿渣粉或钢铁渣复合粉(本实施例中的钢铁渣复合粉由钢渣粉和矿渣粉以30％∶70％比例混合而成)。钢渣粉的7天抗压强度比未掺激发剂的提高15％，28天抗压强度提高7％。粒化高炉矿渣粉的7天抗压强度提高15％，28天抗压强度提高10％。钢铁渣复合粉7天抗压强度提高10％，28天抗压强度提高8％。
实施例2、
将烧结烟气脱硫渣造粒后在100℃温度下处理6h，检测其化学成分CaO：40.4％，SO3：48.1％，Na2O：0.02％，CaCl2：0.02％，含水率3.21％，杂质8.25％，即为本发明的钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂。以本发明的激发剂按8％的掺量掺到钢渣或粒化高炉矿渣内，粉磨，制成钢渣粉或粒化高炉矿渣粉或钢铁渣复合粉(由钢渣粉和粒化高炉矿渣粉以30％∶70％比例混合而成)。钢渣粉的7天抗压强度比未掺激发剂的提高10％，28天抗压强度提高6％。粒化高炉矿渣粉7天抗压强度提高13％，28天抗压强度提高9％。钢铁渣复合粉7天抗压强度提高12％，28天抗压强度提高10％。
实施例3、
将烧结烟气脱硫渣造粒后在300℃温度下处理1h，检测其化学成分CaO：43.4％，SO3：48.9％，Na2O：0.02％，CaCl2：0.03％，含水率为3.24％，杂质4.41％，即为本发明的钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂。以本发明的激发剂按6％的掺量分别掺到钢渣或粒化高炉矿渣内，粉磨，制成钢渣粉或粒化高炉矿渣粉或钢铁渣复合粉(由钢渣粉和矿渣粉以30％∶70％比例混合而成)。钢渣粉的7天抗压强度比未掺激发剂的提高13％，28天抗压强度提高8％。粒化高炉矿渣粉7天抗压强度提高15％，28天抗压强度提高9％。钢铁渣复合粉7天抗压强度提高10％，28天抗压强度提高10％。
实施例4、
将烧结烟气脱硫渣烘干后，检测其化学成分CaO：40.4％，SO3：47.2％，Na2O：0.09％，CaCl2：0.08％，含水率为6.24％，杂质5.99％，将其粉碎，未经处理，按6％的掺量分别掺到钢渣或粒化高炉矿渣内，粉磨，制成钢渣粉或矿渣粉或钢铁渣复合粉(由钢渣粉和矿渣粉以30％∶70％比例混合而成)，钢渣粉的7天抗压强度比未掺激发剂的提高5％，28天抗压强度降低2％。粒化高炉矿渣粉7天抗压强度提高5％，28天抗压强度提高3％。钢铁渣复合粉7天抗压强度提高1％，28天抗压强度提高1％。

Claims (4)

1.一种钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂，其特征在于，以烧结烟气脱硫渣为原料；
所述的烧结烟气脱硫渣是以石灰浆为脱硫剂的湿法脱硫后所得的副产品，其主要化学成分为：
CaO：30％～50％，       SO3：40％～60％，
Na2O：0.01％～0.1％，   CaCl2：0.01％～0.1％，余量为水分和杂质；
使用时，将所述的副产品分别掺入到钢渣、粒化高炉矿渣内，粉磨。
2.如权利要求1所述的钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂，其特征在于在使用前还将所述的副产品经以下的处理步骤：
(1)将烧结烟气脱硫渣进行造粒；
(2)将步骤(1)所述的烧结烟气脱硫渣在100℃～300℃温度下保温1h～6h。
3.如权利要求2所述的钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂，其特征在于控制所述的副产品的主要化学成分为：
CaO：30％～50％，    SO3：40％～60％，
Na2O：0.01％～0.1％，CaCl2：0.01％～0.1％，
水分：小于10％，余量为杂质。
4.如权利要求1或2或3所述的钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和钢铁渣复合粉激发剂的使用方法，其特征在于：将所述的激发剂分别掺入到钢渣、粒化高炉矿渣内粉磨时的掺量为钢渣、粒化高炉矿渣质量的3％～8％。
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