CN105948543B - 一种钢渣轻质板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢渣轻质板，涉及建筑材料技术领域，主要以钢渣为原料，辅料采用硅质原料，所述钢渣为炼钢过程中产生的钢渣经磁选后的尾渣，所述硅质原料为硅藻土、纯二氧化硅或可溶性硅盐等；所述钢渣磨细后的粉末与所述硅质原料磨细后的粉末按照3∶1‑20∶1的质量比进行混合，混合后的细料与稀碱液按照1∶2‑1∶20的比例进行混合。以钢渣尾渣为主要原料，其中钢渣质量占比达70％以上，而且配料简单，反应过程容易控制，反应结果稳定，所制成的钢渣轻质板容重低，稳定性好。

Description

一种钢渣轻质板及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种钢渣轻质板及其制备方法。
背景技术
钢渣磁选后尾渣强度极高，但是由于其存在游离氧化钙，会导致产品遇水膨胀产生开裂，所以其应用领域极其有限，目前属于国家难处理的工业废渣之一，并且大量堆存，污染环境。现阶段，钢渣处理的研究方向多种多样，例如中国建筑材料科学研究总院提出的发明专利申请《一种钢渣水泥》，申请公布号CN104556753A，其中提及到利用钢渣制备水泥的组分比以及制备方法；还有广西启利新材料科技股份有限公司提出的发明专利申请《一种以钢渣为原料的填充泡沫混凝土》，申请公布号CN104496524A，其中公开了利用钢渣制备填充泡沫混凝土的配方及方法。现有的钢渣利用技术虽然种类繁多，但是大多数以钢渣作为辅助材料，添加量极少，还有部分发明虽然以钢渣为主要材料，但其成本极高，不易应用于生产实践，所以国家现有钢渣依然主要采用堆存方式处理。
发明内容
本发明提供了一种以钢渣尾渣为主要原料的钢渣轻质板及其制备方法，其中钢渣质量占比达70％以上，而且配料简单，反应过程容易控制，反应结果稳定，所制成的钢渣轻质板容重低，稳定性好。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种钢渣轻质板，主要以钢渣为原料，辅料采用硅质原料，所述钢渣为炼钢过程中产生的钢渣经磁选后的尾渣，所述硅质原料为硅藻土、纯二氧化硅或可溶性硅盐等；所述钢渣磨细后的粉末与所述硅质原料磨细后的粉末按照3∶1-20∶1的质量比进行混合，混合后的细料与稀碱液按照1∶2-1∶20的比例进行混合。
进一步的，所述稀碱液中Na2O的浓度为0.1-100g/L，并加入可溶性钠盐作为反应助剂，所述可溶性钠盐与所述钢渣的质量比为1∶10-1∶1000；所述可溶性钠盐可选Na3PO4、Na2CO3、NaCl或Na2SO4。
一种上述钢渣轻质板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：主料制备，以钢渣尾渣作为钙质原料与硅质原料分别磨细过100目筛，然后按照3∶1-20∶1的质量比进行混合；
步骤2：稀碱液制备，在水中加入适量NaOH，使溶液中Na2O的浓度控制在0.1-100g/L，并添加少量可溶性钠盐作为反应助剂，所述可溶性钠盐与所述钢渣尾渣的质量比为1∶10-1∶1000；
步骤3：混合料浆制备，步骤1中混合的细料与步骤2中制备的稀碱液按照1∶2-1∶20的质量比进行混合；
步骤4：反应与过滤，将混合料浆在密封容器中进行水化反应，反应温度控制在100-240℃，优选180-220℃，反应时间2-20h，优选4-8h，反应过程中要进行充分搅拌，反应完成后将料浆过滤，得到湿渣；
步骤5：压制成型，将湿渣用模具在适当的压力下压制成型，所述压力不低于0.3MPa，优选0.5-6MPa；
步骤6：干燥处理，将压制成型的钢渣制品在80-140℃温度下进行干燥2-10h，完成产品的制备，干燥温度优选90-110℃。
本发明提供一种钢渣轻质板及其制备方法，以钢渣尾渣为主要原料，配料简单，反应过程容易控制，反应结果稳定，所制成的钢渣轻质板容重低，稳定性好，解决了钢渣本身容重大，不便于运输和利用的缺点；将钢渣中的游离氧化钙转化为稳定的硅酸钙，解决了因游离氧化钙存在而导致钢渣材料在使用过程中容易开裂的问题；钢渣原料经水化反应后，可通过不同的成型压力得到不同性能的产品，产品的多样性拓宽了钢渣的利用范围，从而提高了钢渣的利用率；水化反应条件温和，操作简单，能耗偏低适用于生产实践；本发明制备的钢渣轻质板不但强度高，而且容重低，是理想的墙体隔热保温材料。
附图说明
图1是钢渣轻质板的制备流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
实施例1
以钢渣尾渣为钙质原料，以分析纯二氧化硅为硅质原料，所述钢渣尾渣的主要成分含量为6.04％Al2O3、18.89％SiO2、18.72％Fe2O3、33.7％CaO、7.69％MgO、0.66％Na2O。将钢渣磨细后过100目筛，然后与分析纯二氧化硅按照6∶1的质量比进行混合，混合后的细料与Na2O浓度为10g/L的稀碱液以质量比1∶7的比例进行混合，加入适量NaCl作为反应助剂，所述NaCl与混合后细料的质量比为1∶100；将配好的料浆放入密闭反应器中升温到200℃，反应过程持续充分搅拌，保温反应7h后降温到常压，放出料浆，然后过滤；将所得湿渣用选定好的模具压制成型，成型压力为0.5MPa；最后，将成型的制品在90℃的干燥箱中干燥5h，所得材料容重为780Kg/m3，抗压强度为3.86MPa。
实施例2
选用实施例1同样的原料，按同样的配比配成料浆，并在同样的条件下进行反应，得到的湿渣用同样的模具在6MPa条件下压制成型，然后在90℃的干燥箱中干燥5h，所得材料容重为1475Kg/m3，抗压强度为34.04MPa。
实施例3
选用与上述两个实施例不同的钢渣尾渣为钙质原料，其成分含量为4.58％Al2O3、17.35％SiO2、18.67％Fe2O3、33.5％CaO、0.26％MgO、5.56％Na2O；硅质原料仍为分析纯二氧化硅。将钢渣磨细过100目筛，然后与分析纯二氧化硅以9∶1的质量比进行混合，将混合后的细料与Na2O浓度为20g/L的稀碱液按照1∶10的质量比进行混合，并放入混合后细料质量5％的Na2SO4作为反应助剂；将配置好的料浆放入密闭反应器中升温到180℃，反应过程持续充分搅拌，保温反应8h，降温到常压，放出料浆，然后过滤；将所得湿渣用选定好的模具压制成型，成型压力为2MPa；将成型的制品在110℃的干燥箱中干燥2h，所得材料容重为1098Kg/m3，抗压强度为11.29MPa。
实施例4
本实施例所选用的钢渣尾渣钙质原料与上述3个实施例中再次不同，其成分为5.12％Al2O3、15.3％SiO2、17.2％Fe2O3、36.83％CaO、0.33％MgO、1.37％Na2O，硅质原料仍为分析纯二氧化硅。钢渣尾渣磨细过100目筛，然后与分析纯二氧化硅按质量比4∶1混合，将混合后的细料与Na2O浓度为50g/L的稀碱液按质量体积比1∶5混合，另加入混合后细料质量0.5％的NaCl作为反应助剂；将配置好的料浆放入密闭反应器中升温到200℃，反应过程持续充分搅拌，保温反应4h，降温到常压，放出料浆，然后过滤；将所得湿渣用选定好的模具压制成型，成型压力为1MPa；将成型的制品在90℃的干燥箱中干燥5h，所得材料容重为1006Kg/m3，抗压强度为9.44MPa。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种钢渣轻质板，主要以钢渣为原料，其特征在于：辅料采用硅质原料，所述钢渣为炼钢过程中产生的钢渣经磁选后的尾渣；所述钢渣磨细后的粉末与所述硅质原料磨细后的粉末按照3∶1-20∶1的质量比进行混合，混合后的细料与稀碱液按照1∶2-1∶20的比例进行混合；所述稀碱液中Na2O的浓度为0.1-100g/L，并加入可溶性钠盐作为反应助剂，所述可溶性钠盐与所述钢渣的质量比为1∶10-1∶1000；其制备方法包括以下步骤：
步骤1：主料制备，以钢渣尾渣作为钙质原料与硅质原料分别磨细过100目筛，然后按照3∶1-20∶1的质量比进行混合；
步骤2：稀碱液制备，在水中加入适量NaOH，使溶液中Na2O的浓度控制在0.1-100g/L，并添加少量可溶性钠盐作为反应助剂，所述可溶性钠盐与所述钢渣尾渣的质量比为1∶10-1∶1000；
步骤3：混合料浆制备，步骤1中混合的细料与步骤2中制备的稀碱液按照1∶2-1∶20的质量比进行混合；
步骤4：反应与过滤，将混合料浆在密封容器中进行水化反应，反应温度控制在100-240℃，反应时间2-20h，反应过程中要进行充分搅拌，反应完成后将料浆过滤，得到湿渣；
步骤5：压制成型，将湿渣用模具在适当的压力下压制成型，所述压力不低于0.3MPa；
步骤6：干燥处理，将压制成型的钢渣制品在80-140℃条件下进行干燥2-10h，完成产品的制备。
2.根据权利要求1所述的钢渣轻质板，其特征在于：所述硅质原料为硅藻土、纯二氧化硅或可溶性硅盐。
3.根据权利要求1所述的钢渣轻质板，其特征在于：所述可溶性钠盐为Na3PO4、Na2CO3、NaCl或Na2SO4。
4.一种钢渣轻质板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：主料制备，以钢渣尾渣作为钙质原料与硅质原料分别磨细过100目筛，然后按照3∶1-20∶1的质量比进行混合；
步骤2：稀碱液制备，在水中加入适量NaOH，使溶液中Na2O的浓度控制在0.1-100g/L，并添加少量可溶性钠盐作为反应助剂，所述可溶性钠盐与所述钢渣尾渣的质量比为1∶10-1∶1000；
步骤3：混合料浆制备，步骤1中混合的细料与步骤2中制备的稀碱液按照1∶2-1∶20的质量比进行混合；
步骤4：反应与过滤，将混合料浆在密封容器中进行水化反应，反应温度控制在100-240℃，反应时间2-20h，反应过程中要进行充分搅拌，反应完成后将料浆过滤，得到湿渣；
步骤5：压制成型，将湿渣用模具在适当的压力下压制成型，所述压力不低于0.3MPa；
步骤6：干燥处理，将压制成型的钢渣制品在80-140℃条件下进行干燥2-10h，完成产品的制备。
5.根据权利要求4所述的钢渣轻质板的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的反应温度控制在180-220℃；反应时间4-8h。
6.根据权利要求4所述的钢渣轻质板的制备方法，其特征在于：所述步骤5中的压力设为0.5-6MPa。
7.根据权利要求4所述的钢渣轻质板的制备方法，其特征在于：所述步骤6中的干燥温度控制在90-110℃。
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