CN104496209A - 用于建筑材料的钢渣及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于废渣处理领域，特别是属于钢渣再利用领域，更为具体的说是涉及用于建筑材料的钢渣及其处理工艺。针对目前转炉热泼渣参与的水泥容易受到膨胀应力，造成路面、桥梁等应用中存在危害和隐患的问题，公开用于建筑材料，具体来说是用于建筑材料中的水泥的钢渣原料中游离氧化钙的含量不高于1.5%。本发明所公开的钢渣参与制备得到的水泥质地稳定，通过对其进行长期应用观察以及加速试验观察，发现均无膨胀应力产生。因此，使用安全，可以广泛应用在路面、桥梁等领域。

Description

用于建筑材料的钢渣及其处理工艺

技术领域

本发明属于废渣处理领域，特别是属于钢渣再利用领域，更为具体的说是涉及用于建筑材料的钢渣及其处理工艺。

背景技术

随着钢铁工业的快速发展，炼钢生产过程中产生大量固体废物，而钢渣又是所有固废中含量最高的，每年大约有几千万吨的钢渣产生，给生态环境带来巨大负担。因此对钢渣的应用和研究越来越迫切和重要。

本文中所指的钢渣是指转炉热泼渣，其是经高温冶炼后冷淬而成。目前已经有将其与其他材料组配形成建筑材料水泥的文献公开，但是我们发现以转炉热泼渣形成的水泥在应用中容易受到膨胀应力，给路面、桥梁等设施造成危害和隐患。针对这一问题，目前现有技术中一直没有找到其问题症结所在，因此无法从根本上解决转炉热泼渣在水泥应用中存在的问题。

发明内容

针对目前转炉热泼渣参与的水泥容易受到膨胀应力，造成路面、桥梁等应用中存在危害和隐患的问题，本发明的发明人对转炉热泼渣进行了详细的成分分析，并针对各种成分在后续应用中可能产生的影响进行跟踪观察，发现造成水泥后期容易受到膨胀应力的原因，除了目前现有关注的钢渣含水量外，其中游离氧化钙的含量也是造成后期水泥应用中容易受到膨胀应力的重要原因。因此，经过长期的跟踪研究，我们公开用于建筑材料，具体来说是用于建筑材料中的水泥的钢渣原料中游离氧化钙的含量不高于1.5％。

为了实现这一目的，我们进一步公开了转炉热泼渣的处理工艺，从而保证其中游离氧化钙的含量不高于1.5％，具体包括以下步骤：

(1)将转炉热泼渣进行筛分，并将不符合粒径要求的热泼渣粉碎，直至所有热泼渣均可以通过8mm标准筛，

(2)将转炉热泼渣堆置在开放的空地上，并每周向其喷洒水，喷洒时不断翻动热泼渣，使其充分与水接触；

(3)定期取样检测转炉热泼渣中游离氧化钙的含量，当其含量不高于1.5％时，既得到用于建筑材料的钢渣。

在提出对游离氧化钙进行处理从而降低其含量时，发明人检索参阅了大量的现有文献资料，但是其应用的辅助试剂组成复杂，每吨钢渣的处理成本较高。

作为一种废弃物的回收利用，由于发明人所需要处理的废渣量大，因此如果采用现有技术中的处理试剂，则费用过高，处理成本大。因此，发明人创造性的发现一种方法简单，处理试剂仅为水的处理方式，大大节约了处理成本，从而可以将其工业化推广，应用于大量废渣产出的钢铁行业。

作为进一步的限定，我们还公开了一种适用于本发明的游离氧化钙的检测方法，包括以下步骤：

(1)将样品在105℃±2℃的温度下干燥，然后采用缩分器进行缩分至原重量的1/10左右，

(2)将缩分后的样品反复粉碎，直至样品可以全部通过0.075mm标准筛，

(3)取粉碎后的样品0.5000g，向其中加入30mL甘油-无水乙醇溶液，其中甘油与无水乙醇的混合体积比为1:2，加入1g硝酸锶，

(4)加热至微沸腾状态下，匀速搅拌，微沸腾10分钟后，

(5)用0.1mol/L的苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液滴定至无色，

(6)将滴定至无色的溶液继续加热至微沸腾状态，至红色出现，

(7)再次用0.1mol/L的苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液滴定至无色，

(8)重复步骤(6)、(7)，直至微沸腾10分钟后，不出现红色为止，

(9)统计加入的苯甲酸-无水乙醇总量，记为V₁，

(10)结果计算： $W_{\mathrm{fCaO}}=\frac{\mathrm{TCaO}*V_1*0.1}{m_1}$

式中：W_{fCaO_}游离氧化钙的质量分数，％；

T_cao—苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液对氧化钙的滴定度，单位为毫克每毫升(mg/ml)；

V₁—滴定时消耗苯甲酸-无水乙醇标准溶液的总体积，单位为毫升；

m₁—试料的质量，单位为克。

采用本发明所公开的钢渣参与制备得到的水泥质地稳定，通过对其进行长期应用观察以及加速试验观察，发现均无膨胀应力产生。因此，使用安全，可以广泛应用在路面、桥梁等领域。

附图说明

图1为转炉热泼渣游离氧化钙检测数据曲线图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。

实施例1

将生产线尾部收集的转炉热泼渣进行筛分，并将不符合粒径要求的热泼渣粉碎，直至所有热泼渣均可以通过8mm标准筛，然后将其混合均匀后，分别于料堆的上、中、下抽取20个采样点，在每个采样点分别采两份200kg的渣样。将采集到的两份样品分别集中，形成试验用样品。将样品均堆置在开放的空地上，露天堆放即可，给其中一份进行喷水操作。每周对其进行喷水操作，并且在喷洒时不断动热泼渣，使其充分与水接触。另一份不对其进行操作，自然放置。

分别于第1天、第31天、第59天、第87天、第112天、第180天、第240天、第450天进行游离氧化钙的检测。

游离氧化钙的检测方法如下：

(1)将样品在105℃±2℃的温度下干燥，然后采用缩分器进行缩分至原重量的1/10左右，

(2)将缩分后的样品反复粉碎，直至样品可以全部通过0.075mm标准筛，

(3)取粉碎后的样品0.5000g，向其中加入30mL甘油-无水乙醇溶液，其中甘油与无水乙醇的混合体积比为1:2，加入1g硝酸锶，

(4)加热至微沸腾状态下，匀速搅拌，微沸腾10分钟后，

(5)用0.1mol/L的苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液滴定至无色，

(6)将滴定至无色的溶液继续加热至微沸腾状态，至红色出现，

(7)再次用0.1mol/L的苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液滴定至无色，

(8)重复步骤(6)、(7)，直至微沸腾10分钟后，不出现红色为止，

(9)统计加入的苯甲酸-无水乙醇总量，记为V₁，

(10)结果计算： $W_{\mathrm{fCaO}}=\frac{\mathrm{TCaO}*V_1*0.1}{m_1}$

式中：W_{fCaO_}游离氧化钙的质量分数，％；

T_cao—苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液对氧化钙的滴定度，单位为毫克每毫升(mg/ml)；

V₁—滴定时消耗苯甲酸-无水乙醇标准溶液的总体积，单位为毫升；

m₁—试料的质量，单位为克。

对数据进行统计，并按照数据制作变化趋势图。数据见表1，变化趋势图参看图1。

表1转炉热泼渣游离氧化钙检测数据

可以看到，通过本发明所公开的处理工艺，通过加水就可以明显快速的降低废渣中游离氧化钙的含量。

结合本发明发明人之前对于氧化钙对水泥质量的后期影响，可以看出通过本发明所公开的处理工艺可以获得质量更稳定的建筑用水泥。同时，处理工艺简单，处理成本低，适合于钢铁等废渣产量大的行业推广使用。

Claims (3)

1.用于建筑材料的钢渣，其特征是，所述钢渣中游离氧化钙的含量不高于1.5％。

2.一种转炉热泼渣的处理工艺，其特征是，包括以下步骤：

(1)将转炉热泼渣进行筛分，并将不符合粒径要求的热泼渣粉碎，直至所有热泼渣均可以通过8mm标准筛，

(2)将转炉热泼渣堆置在开放的空地上，并每周向其喷洒水，喷洒时不断翻动热泼渣，使其充分与水接触；

(3)定期取样检测转炉热泼渣中游离氧化钙的含量，当其含量不高于1.5％时，既得到用于建筑材料的钢渣。

3.根据权利要求2所述的转炉热泼渣的处理工艺，其特征是，所述步骤(3)中游离氧化钙的检测方法包括以下步骤：

(1)将样品在105℃±2℃的温度下干燥，然后采用缩分器进行缩分至原重量的1/10左右，

(2)将缩分后的样品反复粉碎，直至样品可以全部通过0.075mm标准筛，

(3)取粉碎后的样品0.5000g，向其中加入30mL甘油-无水乙醇溶液，其中甘油与无水乙醇的混合体积比为1:2，加入1g硝酸锶，

(4)加热至微沸腾状态下，匀速搅拌，微沸腾10分钟后，

(5)用0.1mol/L的苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液滴定至无色，

(6)将滴定至无色的溶液继续加热至微沸腾状态，至红色出现，

(7)再次用0.1mol/L的苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液滴定至无色，

(8)重复步骤(6)、(7)，直至微沸腾10分钟后，不出现红色为止，

(9)统计加入的苯甲酸-无水乙醇总量，记为V₁，

(10)结果计算： $W_{\mathrm{fCaO}}=\frac{T_{\mathrm{CaO}}*V_1*0.1}{m_1}$

式中：W_{fCaO_}游离氧化钙的质量分数，％；

T_cao—苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液对氧化钙的滴定度，单位为毫克每毫升(mg/ml)；

V₁—滴定时消耗苯甲酸-无水乙醇标准溶液的总体积，单位为毫升；

m₁—试料的质量，单位为克。