CN104016600A - 一种钢渣高温改性方法 - Google Patents

一种钢渣高温改性方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104016600A
CN104016600A CN201410276645.8A CN201410276645A CN104016600A CN 104016600 A CN104016600 A CN 104016600A CN 201410276645 A CN201410276645 A CN 201410276645A CN 104016600 A CN104016600 A CN 104016600A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
magnetic separation
iron
steel slag
rich material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410276645.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104016600B (zh
Inventor
杨景玲
张梅
卢忠飞
郭敏
张亮亮
黄世烁
刘诗诚
彭犇
郭冉
李晋岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
MCC Energy Saving and Environmental Protection Co Ltd
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
MCC Energy Saving and Environmental Protection Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB, Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group, MCC Energy Saving and Environmental Protection Co Ltd filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201410276645.8A priority Critical patent/CN104016600B/zh
Publication of CN104016600A publication Critical patent/CN104016600A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104016600B publication Critical patent/CN104016600B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Magnetic Ceramics (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

一种用富硅质材料对转炉钢渣进行高温改性，并磁选分离除铁获得活性水泥熟料的方法，属于转炉钢渣应用技术领域，主要用于水泥、混凝土方面。本发明包括如下几个步骤：添加富硅质材料的钢渣在1500℃煅烧发生重构反应，于1250℃高温取样并急冷，然后再进行磁选分离除铁。消解了游离氧化钙(f-CaO)，提高了钢渣体积安定性；分解了铁酸二钙(C2F)，且磁选分离出部分含铁矿物；提高了钢渣尾渣中活性矿物硅酸二钙(C2S)的含量，并获得了含铁量较高的炼铁用材料。

Description

一种钢渣高温改性方法
技术领域
本发明涉及一种钢渣高温改性方法，主要涉及一种转炉钢渣高温改性并磁选分离除铁获得活性水泥熟料的方法。
背景技术
目前，转炉钢渣的大量排放与堆积，已造成严重的土地、环境污染，以及资源的浪费。钢渣中含有胶凝性硅酸盐矿物硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S)，因此开辟了钢渣在水泥、混凝土方面的应用。但钢渣中硅酸盐矿物含量很少，且晶粒较大、结构致密，水化和胶凝活性差，因此其活性远低于水泥熟料，而钢渣中铁酸二钙(C2F)和RO相的存在使得钢渣的易磨性变差，游离氧化钙(f-CaO)会导致钢渣水泥膨胀、开裂等体积安定性不良的问题。
针对钢渣体积安定性不良和胶凝活性不足等问题，国内外学者已研究出不少解决方法。一些传统的后端技术，如旨在提高钢渣活性的化学激发、物理激发和热力激发，但由于钢渣本身硅酸盐矿物含量不足，激发活性后的钢渣仍不能满足水泥强度的要求。最新研究的钢渣高温重构改性技术，是将钢渣与性能调节材料混合高温重熔，通过重新反应来调节钢渣的矿物成分，但由此改性的钢渣最多只能代替30～50％的水泥熟料，且掺加改性钢渣的水泥强度不如纯水泥熟料的强度高。可见目前的研究，仍没有实现钢渣活性的显著提高，及在水泥中的大量应用。
发明内容
本发明提出一种用富硅质材料对钢渣高温重构改性后，再进行磁选分离除去含铁物相，进而获得高活性易磨水泥熟料的方法。富硅质材料的加入，在固定f-CaO和夺取C2F中CaO的同时还可生成活性矿物C2S或C3S，通过磁选将改性钢渣中含铁磁性矿物分离出来。磁选后尾渣中硅酸盐矿物所占比例进一步提高，且磁选出的磁性物质含铁量高，可作为炼铁原料使用。本发明实现了最大限度利用转炉钢渣的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的：
在实验室内，将钢渣与富硅质材料粉磨混合，在高温煅烧中重新发生反应，使之生成更多的硅酸盐矿物。之后再将重构改性钢渣进行破碎、磨细、磁选，将含铁矿物分离出来，从而可以达到提高钢渣尾渣体积稳定性和胶凝活性的效果。
发明特点
1.高温下，利用富硅质材料对钢渣的化学成分和矿物成分进行调节，提高钢渣的体积稳定性和胶凝活性，减少了后期钢渣的处理加工工艺。
2.所添加富硅质材料中的SiO2，不仅可以固定f-CaO，还可夺取C2F中的CaO，生成新的含铁物相和更多的C2S。同时实现了降低f-CaO和C2F含量、提高活性矿物硅酸盐含量的目的。
3.在钢渣改性后增加磁选工艺，通过磁选选出钢渣中含铁物相，将大量铁分离出，进一步提高改性钢渣中活性矿物硅酸盐含量，且磁选出含铁量高的物质还可用作炼铁原料使用。
附图说明
图1实施例1改性渣的XRD图谱；
图2原钢渣与掺8％SiO2的改性渣的磁性对比；
图3(a)磁选尾渣XRD图谱(b)磁选精渣XRD图谱；
图4实施例2改性渣的XRD图谱；
图5原钢渣与掺15％粉煤灰的改性渣的磁性对比；
图6(a)磁选尾渣XRD图谱(b)磁选精渣XRD图谱。
具体实施方式
以下是本发明的实施例：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实验室实施方式，表1给出了实施例中涉及的钢渣、粉煤灰的化学组成。
表1钢渣及粉煤灰的化学成分  wt％
*C/S—CaO与SiO2质量分数百分比
实施例1
取转炉钢渣50g，富硅质材料改性剂为分析纯SiO2，掺量为钢渣质量的8％。将钢渣与SiO2混合均匀后，用MgO坩埚盛装，再置于硅钼棒加热炉中，升温至1500℃煅烧30min，降温至1250℃保温2h结束后，将渣样取出放入水中急冷。冷却后的渣样经球磨成粉，分别进行化学成分和XRD图谱的测定，结果见表2及图1。
表2掺8％SiO2的改性钢渣的化学成分  wt％
从图1中可看出，添加SiO2的改性钢渣中无f-CaO、C2F衍射峰，主相为硅酸二钙C2S和镁铁铁氧体(Mg、Fe)Fe2O4，并且(Mg、Fe)Fe2O4是有磁性的。原钢渣与改性渣的磁性测试结果见图2，可见，原钢渣几乎无磁性，而改性后钢渣磁性明显增加很多，因此可采用磁选工艺将含铁物相磁选出来，则钢渣中C2S相含量将进一步提高。
将改性钢渣再次粉磨至200目以上含量占75％，采用磁选管进行磁选，磁选结果见图3。由图3(a)中可看到，磁选后钢渣尾渣中含铁物相(Mg、Fe)Fe2O4衍射峰明显降低，具体成分变化见表3，可见部分含铁物相已被磁选分离，且钙硅总成分提高10％，达70％以上。而图3(b)中含铁物相(Mg、Fe)Fe2O4占主要部分，只有少量C2S。
虽然磁选未将C2S和(Mg、Fe)Fe2O4分离彻底，但实验证明改性后钢渣再经磁选，可有效降低铁含量，增加C2S含量，从而提高钢渣活性。
表3原钢渣与改性磁选后的钢渣尾渣化学成分对比  wt％
*C+S—CaO与SiO2质量分数总和
实施例2
取转炉钢渣50g，富硅质材料改性剂为粉煤灰，掺量为钢渣质量的15％。将钢渣与粉煤灰混合均匀后，用MgO坩埚盛装，再置于硅钼棒加热炉中，升温至1400℃煅烧30min，降温至1200℃保温2h结束后，将渣样取出放入水中急冷。冷却后的渣样经球磨成粉，分别进行化学成分和XRD图谱的测定，结果见表4及图4。
表4掺15％粉煤灰的改性钢渣的化学成分  wt％
从图4中可看出，添加粉煤灰的改性钢渣中无f-CaO、C2F衍射峰，除主相硅酸二钙C2S和镁铁铁氧体(Mg、Fe)Fe2O4外，还出现了铝酸三钙Ca3Al2O6和钙铝黄长石Ca2Al2SiO7的衍射峰。而水泥熟料的主要矿物除C2S和C3S外，还有铝酸三钙(C3A)和铁铝酸四钙(C4AF)。因此粉煤灰的加入不仅提供了硅源，同时也提供了铝源，对钢渣的性能起到很好的改善作用。
图5为原钢渣与掺15％粉煤灰的改性钢渣的磁性对比，可见，掺15％粉煤灰的改性钢渣磁性有明显提高，可利用磁选分离含铁物相。
将改性钢渣再次粉磨至200目以上含量占75％，采用磁选管进行磁选，磁选结果见图6。由图6(a)磁选尾渣XRD图谱中可看出，磁选后钢渣尾渣中含铁物相(Mg、Fe)Fe2O4衍射峰大大降低，具体成分变化见表5，可见部分含铁物相已被磁选分离，且钙硅总成分提高9.21％，达71.29％以上。而图6(b)中含铁物相(Mg、Fe)Fe2O4占主要部分，只有少量C2S。
表5原钢渣与改性磁选后的钢渣尾渣化学成分对比  wt％
添加粉煤灰改性后的钢渣，再经过磁选将含铁矿物分离出来，则剩余尾渣中矿物都是水泥熟料所需的，性能得到大大提高。

Claims (4)

1.一种钢渣高温改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将钢渣和富硅质材料改性剂加入反应炉中，升温到1300～1600℃，煅烧20～30min；
(2)然后降温到1100～1300℃，进行保温1.5～2.5h，保温结束后将钢渣取出，放入水中急冷，使渣样由1100～1300℃迅速冷却到室温；
(3)将取出的钢渣进行粉磨并磁选，采用磁选管将含铁矿物磁选出来，得到含铁矿物，并且得到磁选后钢渣尾渣，其为具有活性水泥熟料的钢渣尾渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢渣为转炉钢渣，富硅质材料改性剂中SiO2含量不低于50％，其他杂质含量Al2O3<30％、CaO<4％、Fe2O3<5％、P2O5<1％、MgO<1％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，富硅质材料改性剂的质量占钢渣质量的8％～15％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将取出的钢渣进行粉磨后得到的钢渣，其粒度为200目以上的含量大于70％，磁选工艺的磁场强度为0.148～0.176T。
CN201410276645.8A 2014-06-19 2014-06-19 一种钢渣高温改性方法 Active CN104016600B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410276645.8A CN104016600B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种钢渣高温改性方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410276645.8A CN104016600B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种钢渣高温改性方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104016600A true CN104016600A (zh) 2014-09-03
CN104016600B CN104016600B (zh) 2016-01-06

Family

ID=51433659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410276645.8A Active CN104016600B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种钢渣高温改性方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104016600B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106492981A (zh) * 2016-09-20 2017-03-15 北京科技大学 一种提高钢渣铁组分回收率的方法
CN109225614A (zh) * 2018-08-17 2019-01-18 北京中科领向环保研究院有限公司 一种增强钢渣ro相磁性以及钢渣中分离惰性矿物的方法
CN109513726A (zh) * 2018-11-28 2019-03-26 东莞理工学院 一种钢渣回收再利用系统及方法
CN109675905A (zh) * 2018-11-28 2019-04-26 东莞理工学院 一种钢渣资源化处理系统及处理方法
CN110156353A (zh) * 2019-05-31 2019-08-23 北方民族大学 一种联合处理铜渣和镁渣的方法和应用
CN113402190A (zh) * 2021-04-22 2021-09-17 刘新阳 一种硫铝酸盐改性碳钢渣及其使用方法
CN113735467A (zh) * 2021-08-12 2021-12-03 河北工程大学 一种改性钢渣及其制备方法和应用
CN114620964A (zh) * 2022-03-07 2022-06-14 北京科技大学 一种制备尾渣微骨料同时产出磁铁矿的方法
CN115321862A (zh) * 2022-08-19 2022-11-11 山东欣润同创环保科技有限公司 一种钢渣改性粉磨工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101275170A (zh) * 2007-03-27 2008-10-01 宝山钢铁股份有限公司 一种高含硅量钢渣处理工艺
CN101328517A (zh) * 2008-07-25 2008-12-24 武汉钢铁(集团)公司 一种钢渣安定性改质剂及钢渣安定性处理方法
CN102605113A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 北京科技大学 采用尾矿复配料改质高温钢渣的方法
CN103695632A (zh) * 2013-12-31 2014-04-02 泰州振昌工业废渣综合利用有限责任公司 一种使用铁矿尾渣调节熔分还原改性炉造渣碱度的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101275170A (zh) * 2007-03-27 2008-10-01 宝山钢铁股份有限公司 一种高含硅量钢渣处理工艺
CN101328517A (zh) * 2008-07-25 2008-12-24 武汉钢铁(集团)公司 一种钢渣安定性改质剂及钢渣安定性处理方法
CN102605113A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 北京科技大学 采用尾矿复配料改质高温钢渣的方法
CN103695632A (zh) * 2013-12-31 2014-04-02 泰州振昌工业废渣综合利用有限责任公司 一种使用铁矿尾渣调节熔分还原改性炉造渣碱度的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴复忠等: "转炉钢渣改性的试验研究", 《贵州科学》 *
张作顺等: "利用铁尾矿高温改性钢渣的性能", 《北京科技大学学报》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106492981A (zh) * 2016-09-20 2017-03-15 北京科技大学 一种提高钢渣铁组分回收率的方法
CN109225614A (zh) * 2018-08-17 2019-01-18 北京中科领向环保研究院有限公司 一种增强钢渣ro相磁性以及钢渣中分离惰性矿物的方法
CN109513726A (zh) * 2018-11-28 2019-03-26 东莞理工学院 一种钢渣回收再利用系统及方法
CN109675905A (zh) * 2018-11-28 2019-04-26 东莞理工学院 一种钢渣资源化处理系统及处理方法
CN110156353A (zh) * 2019-05-31 2019-08-23 北方民族大学 一种联合处理铜渣和镁渣的方法和应用
CN110156353B (zh) * 2019-05-31 2021-04-30 北方民族大学 一种联合处理铜渣和镁渣的方法和应用
CN113402190A (zh) * 2021-04-22 2021-09-17 刘新阳 一种硫铝酸盐改性碳钢渣及其使用方法
CN113735467A (zh) * 2021-08-12 2021-12-03 河北工程大学 一种改性钢渣及其制备方法和应用
CN114620964A (zh) * 2022-03-07 2022-06-14 北京科技大学 一种制备尾渣微骨料同时产出磁铁矿的方法
CN115321862A (zh) * 2022-08-19 2022-11-11 山东欣润同创环保科技有限公司 一种钢渣改性粉磨工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN104016600B (zh) 2016-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104016600B (zh) 一种钢渣高温改性方法
Zhao et al. Research on mineral characteristics of converter steel slag and its comprehensive utilization of internal and external recycle
CN108585573B (zh) 用于混凝土的复合活性掺合料制备方法
Yao et al. A review of the alumina recovery from coal fly ash, with a focus in China
CN105060744B (zh) 一种贝利特硫铝酸盐水泥的制备方法
CN108726904A (zh) 一种道路缓凝水泥及其制备方法
CN110357548A (zh) 一种快硬早强高性能全固废混凝土及其制备方法
CN113087420B (zh) 一种炉前改性钢渣及其制备方法
CN111302678A (zh) 一种原位氧化改性钢渣及其制备方法和应用
CN108164164A (zh) 复合水泥及其制备方法
CN111977997B (zh) 一种实现钢渣还原改质的控制方法和水淬渣及其用途
CN105110660A (zh) 一种还原气氛下熔融钢渣还原调质处理方法
CN104446021A (zh) 一种钢铁渣微粉及其生产方法
CN110194604A (zh) 硅酸三钙-硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥及其低温制备方法
CN106966617B (zh) 一次低温烧成贝利特-硫铝酸盐-硫铁铝酸盐-硫硅酸钙水泥熟料的方法
EP2650268B1 (en) Cement admixture, cement composition, and hexavalent chromium reduction method using same
CN107382107B (zh) 一种利用镁渣、锰渣制备硫铝酸盐水泥熟料的方法
Lian et al. Industrial research on the high-temperature modification of Basic Oxygen Furnace slag with solid waste compound
CN115093146A (zh) 复合激发剂及制备方法和应用
Wang et al. A novel method of extracting iron from high-iron red mud and preparing low-carbon cement clinker from tailings
Zhao et al. Direct use of original granular steel slag to prepare multi-phased clinker: Sintering mechanism and properties
CN104761160B (zh) 一种改性矿渣粉的制备方法
CN107935416A (zh) 一种提高转炉钢渣活性的方法
Zhou et al. Alumina extraction from high-alumina ladle furnace refining slag
CN114014572B (zh) 一种高活性水泥掺合料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant