CN106396436A - 一种将钢渣水洗尘泥改质成水泥熟料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种将钢渣水洗尘泥改质成水泥熟料的方法：将钢渣水洗尘泥干燥粉化，加入矿化剂和改性剂，再混合均匀制得钢渣水洗尘泥粗产品；将钢渣水洗尘泥粗产品高压喷入到高炉出渣口的液态熔融高炉渣中，反应完全后即得水泥熟料产品。本发明方法将钢渣水洗尘泥在高温显热下与高炉矿渣反应，消解掉钢渣水洗尘泥中的游离氧化钙等不稳定物质，与酸性的高炉矿渣形成硅酸钙或硅酸二钙，使钢渣水洗尘泥反应成为水泥熟料。该发明节约天然粘土和石灰石，从而节约了自然资源和能源，保护生态环境。
Description
一、技术领域
本发明属于冶金渣处理及资源化利用技术领域，尤其涉及一种钢渣水洗尘泥改质成水泥熟料的生产方法。
二、背景技术
钢渣是炼钢的副产物，一般来说，钢渣中含有20％左右的铁。为了更好地提取钢渣中的铁资源，钢渣经过吸盘吊磁选后，须再通过加水湿式球磨磁选粒子钢，此过程产生大量的水洗尘泥。钢渣水洗尘泥的长期堆积将占据很大的堆场，造成城市扬尘等环境问题。钢渣尾泥颗粒细小，且含有大量的水分，由于其独特的物理化学性质，其很难脱水，导致生产现场长期污水横流。由于其含水量大，而且难以干燥，向厂外运输过程中泥浆四溅，运输车辆所到之处城市市容受到严重影响。
对某钢厂的钢渣水洗尘泥进行了取样分析，结果见表1。由表1可知，与未水洗球磨的钢渣尾渣相比，钢渣水洗尘泥的P2O5和铁含量有所降低，但是CaO、SiO2、Al2O3、SO3和碱度有所增加。总体与未水洗球磨的钢渣尾渣化学成分相差无几。进一步对比水泥熟料成分，发现钢渣水洗尘泥与水泥熟料也很相近，其初期与水反应也呈现较强的胶凝性，而后期若作为建材原料使用由于其含有游离氧化钙等不稳定物质会产生膨胀，但将其经过1600℃高温改性后，将消解掉钢渣水洗尘泥中的游离氧化钙等不稳定物质，且保留胶凝性。因此，从技术上分析，钢渣水洗尘泥改质成水泥熟料是可行的。
之前，国外有报道采用加入改性剂直接添加到转炉中对炉渣进行改质，我国有很多文献报道在不同冷却条件下对钢渣稳定性改质的研究，以增加钢渣的水合作用和强度，使之淬化或粒化，这种方法可以看作是本发明的一种基础研究，但这些方法成本高，工序增加了，而且钢渣改质为水渣的附加值不高，经济性不好。因此，利用显热特别是高炉铁渣沟热量将钢渣水洗尘泥改质为水泥熟料将是一项重要的工作。
表1钢渣水洗尘泥的化学成分(重量％)
三、发明内容
本发明的目的是为了提供一种将钢渣水洗尘泥改质为水泥熟料方法，从而减少钢渣水洗尘泥的污染，提高其综合利用的附加值。
为达上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种将钢渣水洗尘泥改质为水泥熟料方法，具体为：将钢渣水洗尘泥干燥粉化，加入矿化剂和改性剂，再混合均匀制得钢渣水洗尘泥粗产品；将钢渣水洗尘泥粗产品高压喷入到高炉出渣口的液态熔融高炉渣中，反应完全后即得水泥熟料产品。
上述方案中，钢渣水洗尘泥粗产品的粒度小于100目；
上述方案中，钢渣水洗尘泥粗产品的喷入量为高炉排出矿渣量的15～35％；
上述方案中，钢渣水洗尘泥粗产品所加入的矿化剂为轻烧白云石或其他化学成分为CaO的废弃耐火材料类二次资源，其粒度小于150目，加入量为钢渣水洗尘泥重量的0.9～3.1倍；
上述方案中，钢渣水洗尘泥粗产品所加入的改性剂为石英砂或者其他化学成分为SiO2的冶金炉料类二次资源，其粒度小于150目，加入量为钢渣水洗尘泥重量的0.2～0.45倍；
本发明的工作原理是：将钢渣水洗尘泥干燥粉化，加入矿化剂和改性剂，再混合均匀制得钢渣水洗尘泥粗产品；将钢渣水洗尘泥粗产品高压喷入到高炉出渣口的液态熔融高炉渣中，在高温下与高炉矿渣反应，消解掉钢渣水洗尘泥中的游离氧化钙，与酸性高炉矿渣形成硅酸钙或硅酸二钙，矿化剂和改性剂参与矿相反应，即得水泥熟料产品。
四、本发明的有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公开技术相比，具有以下显著效果：
1、本发明利用显热使钢渣水洗尘泥与高炉矿渣进行高温矿物工艺学反应，消解了钢渣水洗尘泥中游离氧化钙等不稳定物质，而且通过加入矿化剂和改性剂，使钢渣水洗尘泥中的有效成分充分反应得到硅酸钙或硅酸二钙，形成水泥熟料产品。
2、本发明充分高炉显热，节约了能源，降低了水泥熟料的能耗成本。
3、本发明可以发挥冶金废物的循环利用价值，降低水泥熟料的生产成本，获得极其可观的经济效益。更为重要的是本发明的应用可以节约天然粘土和石灰石资源，从而节约了自然资源和能源，保护生态环境。
五、具体实施例
以下通过本发明实施例对本发明作进一步详细说明，但不应认为本发明方法仅限于下述的实施方式。
本发明方法实施例1：将钢渣水洗尘泥干燥粉化至150目，取100重量份钢渣水洗尘泥粉，加入90重量份粒度为200目的轻烧白云石作为矿化剂和21重量份粒度为200目的石英砂作为改性剂，再混合均匀制得钢渣水洗尘泥粗产品；将钢渣水洗尘泥粗产品以喷入量为高炉排出矿渣量的15％的比例高压喷入到高炉出渣口的液态熔融高炉渣中，反应完全后经冲渣工艺即得水泥熟料产品。
检测该水泥熟料产品安定性合格。取1263重量份的水泥熟料产品经粉磨后，与480份重量份的水泥混合，同时外加公知重量份的外加剂，做成净浆试块。测得3天抗压强度37.0MPa，28天强度55.4MPa。安定性合格。表明钢渣改质反应生成的水泥熟料产品符合建筑用水泥材料的要求。
本发明方法实施例2：将钢渣水洗尘泥干燥粉化至150目，取100重量份钢渣水洗尘泥粉，加入150重量份粒度为250目的石灰石作为矿化剂和28重量份粒度为200目的石英砂作为改性剂，再混合均匀制得钢渣水洗尘泥粗产品；将钢渣水洗尘泥粗产品以喷入量为高炉排出矿渣量的25％的比例高压喷入到高炉出渣口的液态熔融高炉渣中，反应完全后经冲渣工艺即得水泥熟料产品。
检测该水泥熟料产品安定性合格。取1200重量份的水泥熟料产品经粉磨后，与480份重量份的水泥混合，同时外加公知重量份的外加剂，做成净浆试块。测得7天抗压强度33.3MPa，28天强度48.1MPa。安定性合格。表明钢渣改质反应生成的水泥熟料产品符合建筑用水泥材料的要求。
本发明方法实施例3：将钢渣水洗尘泥干燥粉化至150目，取100重量份钢渣水洗尘泥粉，加入300重量份粒度为200目的轻烧白云石作为矿化剂和45重量份粒度为200目的石英砂作为改性剂，再混合均匀制得钢渣水洗尘泥粗产品；将钢渣水洗尘泥粗产品以喷入量为高炉排出矿渣量的35％的比例高压喷入到高炉出渣口的液态熔融高炉渣中，反应完全后经冲渣工艺即得水泥熟料产品。
检测该水泥熟料产品安定性合格。取1143重量份的水泥熟料产品经粉磨后，与480份重量份的水泥混合，同时外加公知重量份的外加剂，做成净浆试块。测得3天抗压强度30.1MPa，28天强度39.4MPa。安定性合格。表明钢渣改质反应生成的水泥熟料产品符合建筑用水泥材料的要求。
本发明实施例1-3中，钢渣水洗尘泥改质成水泥熟料均能满足建筑用水泥材料的要求，均为合格实施例，说明技术可实施性较好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种将钢渣水洗尘泥改质成水泥熟料的方法，其特征在于：将钢渣水洗尘泥干燥粉化，加入矿化剂和改性剂，再混合均匀制得钢渣水洗尘泥粗产品；将钢渣水洗尘泥粗产品高压喷入到高炉出渣口的液态熔融高炉渣中，反应完全后即得水泥熟料产品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述的钢渣水洗尘泥粗产品的粒度小于100目。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述的钢渣水洗尘泥粗产品的喷入量为高炉排出矿渣量的15～35％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述的矿化剂为轻烧白云石或其他化学成分为CaO的废弃耐火材料类二次资源，其粒度小于150目，加入量为钢渣水洗尘泥重量的0.9～3.1倍。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：上述的改性剂为石英砂或者其他化学成分为SiO2的冶金炉料类二次资源，其粒度小于150目，加入量为钢渣水洗尘泥重量的0.2～0.45倍。
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