CN106830721A - 一种钢渣粉及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢渣粉及其制备方法和应用，将钢渣经过热焖或热泼后粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉。本申请所提供的钢渣粉的制备方法，采用辊压机和球磨机联合粉磨系统工艺，物料经多次挤压细碎粉碎、风力及机械分选、除铁、烘干，逐步细化粉化，得到钢渣粉，具有方便、简单、易于实现等优点。本申请所提供的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉具有比表面积大的优点，其≥450m2/kg。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体而言，涉及一种钢渣粉及其制备方法和应用。
背景技术
我国是世界钢铁生产大国，2012年粗钢产量达到7.16亿吨，冶炼过程产生出高炉矿渣2亿多吨、各类钢渣近1亿吨，目前矿渣已基本得到综合利用，矿渣微粉生产技术及产品应用已十分成熟，综合利用率超过80％；而钢渣由于硬度高、粉磨难度大，目前钢渣综合利用多是进行除铁处理，还没有得到更深层次的全面利用，综合利用率仅20％，历年累计堆存的钢渣不仅占用了大量的土地资源，严重污染了生态环境，也造成了大量可利用资源的浪费，属于工业废渣亟待治理。
钢渣不同于高炉渣的地方是钢渣中存在fCaO、fMgO，它们在高于水泥熟料烧成温度下形成，结构致密，水化很慢，fCaO遇水后水化形成Ca(OH)2，体积膨胀98％，fMgO遇水后水化形成Mg(OH)2，体积膨胀148％，容易在硬化的水泥浆体中发生膨胀，导致掺有钢渣的混凝土工程、道路、建材制品开裂，因此钢渣在利用之前必须采取有效的处理，使fCaO、fMgO充分消解才能使用。
经热焖或热泼法破碎的钢渣碎粒，具备了性能稳固、安全可靠的建筑建材原料的使用价值，再将破碎后的钢渣磨制成微粉，则可作为水泥生料、钢渣水泥原料、复合硅酸盐水泥的混合材、混凝土掺和料及砖、瓦、砌块及混凝土预制件的原料使用。
在热焖或热泼法的处理中，大部分热焖或热泼完的钢渣会直接送入生产线处理，我国国内各个钢渣生产线仍处在起步阶段，属粗加工。因此，当需要对钢渣进行精加工时，还需要增加后续磨矿作业等工序。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种钢渣粉的制备方法，以解决现有制备钢渣粉的过程中对于钢渣的加工过程中磨矿作业水平不高的问题。所述的钢渣粉的制备方法，采用辊压机和球磨机联合粉磨系统工艺，物料经多次挤压细碎粉碎、风力及机械分选、除铁、烘干，逐步细化粉化，得到钢渣粉，具有方便、简单、易于实现等优点。
本发明的第二目的在于提供一种所述的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉，该钢渣粉具有比表面积大的优点，其≥450m2/kg。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣经过热焖或热泼后粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉。
钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。有的地区因矿石含钛和钒，钢渣中也稍含有这些成分。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。
钢渣在温度1500～1700℃下形成，高温下呈液态，缓慢冷却后呈块状，一般为深灰、深褐色。有时因所含游离钙、镁氧化物与水或湿气反应转化为氢氧化物，致使渣块体积膨胀而碎裂；有时因所含大量硅酸二钙在冷却过程中(约为675℃时)由β型转变为γ型而碎裂。如以适量水处理液体钢渣，能淬冷成粒。
经热焖或热泼法破碎的钢渣碎粒，具备了性能稳固、安全可靠的建筑建材原料的使用价值，再将破碎后的钢渣磨制成微粉，则可作为水泥生料、钢渣水泥原料、复合硅酸盐水泥的混合材、混凝土掺和料及砖、瓦、砌块及混凝土预制件的原料使用。
辊压机加球磨机组成的辊压机联合粉磨系统工艺，其中辊压机、气流分级机、高效选粉机、系统收尘器等组成闭路挤压工艺系统，物料经多次挤压细碎粉碎、风力及机械分选、除铁、烘干，逐步细化粉化，细粉经收集后作为半成品入磨；球磨机系统采用开路粉磨系统工艺，将入磨半成品细粉最终粉磨至钢渣微粉成品。采用辊压机联合粉磨系统工艺，可以充分发挥和平衡辊压机的破碎功能以及球磨机的粉磨功能，实现钢渣的在线烘干及除铁，达到显著增产节能的效果和目的。
钢渣原料经过辊压机高压挤压处理，结构破坏粉碎，物料的易磨性将得到大幅度的改善，物料的粒径也大大缩小，既十分有利于后续的粉磨作业，也充分实现钢渣物料铁和渣状物充分剥离，有利于除铁作业，同时提高烘干效率。
辊压机采用高强硬硬质合金耐磨辊面，可以有效解决处理钢渣物料辊面磨损较快的难题，使用寿命延长，克服了其它粉磨方式、粉磨设备的磨损严重难题，从实际运行磨损状况分析，辊面寿命预计可以超过2年。正是由于辊面配置技术的革命性突破，使得辊压机大规模处理钢渣应用成为现实可能。
并且，本申请采用在线烘干技术，不设置烘干机，物料随挤压、细碎、粉化过程多次烘干，高效热风炉可以选择钢厂煤气作为热源，便于操作控制。
通过多次挤压、细碎、分选的循环过程，提供了多次除铁、充分除铁的可能性，可以优化除铁方案及配置，配置高效精选除铁设备及除铁流程，提高除铁品位(TFe≥60％)，平衡除铁与经济性关系，提高生产附加值，并且完全可能取代或部分取代常规的后续湿法选铁工艺流程，不存在水洗球磨尾泥污染环境以及尾泥活性低下无法再利用等难题，实现钢渣选铁的革命性突破。同时由于采用外循环除铁模式，避免了其它生产模式铁渣在粉磨设备中富集造成粉磨效率下降、需要频繁清理设备的弊端。
优选的，所述的钢渣粉的制备方法，所述热焖或热泼的方法具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至300～800℃后，装入热焖或热泼装置中并喷水雾。
喷水雾，水瞬间蒸发，使钢渣冷却并易于粉碎。
优选的，所述的钢渣粉的制备方法中所述辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机。
优选的，所述球磨机为φ3.2×13m球磨机。
优选的，在所述通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中还包括烘干的步骤。
优选的，所述烘干至水量小于5％。
优选的，所述粉碎采用钢渣粉碎机进行操作。
如上所述的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉。
优选的，所述的钢渣粉的比表面积≥450m2/kg。
在大量对比试验的基础上证明，钢渣微粉在比表面积为450m2/kg时，其活性与高炉矿渣相类同。
如上所述的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉在制备混凝土中替代水泥的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本申请所提供的钢渣粉的制备方法，采用辊压机和球磨机联合粉磨系统工艺，物料经多次挤压细碎粉碎、风力及机械分选、除铁、烘干，逐步细化粉化，得到钢渣粉，具有方便、简单、易于实现等优点。
(2)本申请所提供的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉具有比表面积大的优点，其≥450m2/kg。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本申请所提供的制备钢渣粉的方法，具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至300～800℃后，装入热焖装置中并喷水雾后采用钢渣粉碎机进行粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉；
在通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中进行烘干至水分低于5％；
其中，辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机；
球磨机为φ3.2×13m球磨机；
实施例2
本申请所提供的制备钢渣粉的方法，具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至300℃后，装入热泼装置中并喷水雾后采用钢渣粉碎机进行粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉；
在通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中进行烘干至水分低于5％；
其中，辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机；
球磨机为φ3.2×13m球磨机.
实施例3
本申请所提供的制备钢渣粉的方法，具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至400℃后，装入热焖装置中并喷水雾后采用钢渣粉碎机进行粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉；
在通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中进行烘干至水分低于5％；
其中，辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机；
球磨机为φ3.2×13m球磨机。
实施例4
本申请所提供的制备钢渣粉的方法，具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至500℃后，装入热泼装置中并喷水雾后采用钢渣粉碎机进行粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉；
在通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中进行烘干至水分低于5％；
其中，辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机；
球磨机为φ3.2×13m球磨机。
实施例5
本申请所提供的制备钢渣粉的方法，具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至600℃后，装入热泼装置中并喷水雾后采用钢渣粉碎机进行粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉；
在通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中进行烘干至水分低于5％；
其中，辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机；
球磨机为φ3.2×13m球磨机。
实施例6
本申请所提供的制备钢渣粉的方法，具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至700℃后，装入热焖装置中并喷水雾后采用钢渣粉碎机进行粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉；
在通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中进行烘干至水分低于5％；
其中，辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机；
球磨机为φ3.2×13m球磨机。
实施例7
本申请所提供的制备钢渣粉的方法，具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至800℃后，装入热焖装置中并喷水雾后采用钢渣粉碎机进行粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉；
在通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中进行烘干至水分低于5％；
其中，辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机；
球磨机为φ3.2×13m球磨机。
实施例8
本申请所提供的制备钢渣粉的方法，具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至550℃后，装入热焖装置中并喷水雾后采用钢渣粉碎机进行粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉；
在通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中进行烘干至水分低于5％；
其中，辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机；
球磨机为φ3.2×13m球磨机。
实验例1钢渣粉成品检测
对本申请实施例1-8所提供的钢渣粉进行检测，其实验结果如表1所示。
表1钢渣粉成品检测结果
实验结果表明，本申请所提供的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉，其比表面积≥450m2/kg，并且可以保持很好的活性。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。
Claims (10)
1.一种钢渣粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将钢渣经过热焖或热泼后粉碎、磁选，通过辊压机加球磨机混合磨粉后，得到钢渣粉。
2.根据权利要求1所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述热焖或热泼的方法具体包括以下步骤：
将热融钢渣冷却至300～800℃后，装入热焖或热泼装置中并喷水雾。
3.根据权利要求1所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述辊压机为HFCG140-80柱钉辊面辊压机。
4.根据权利要求1所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述球磨机为φ3.2×13m球磨机。
5.根据权利要求1所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，在所述通过辊压机加球磨机混合磨粉的过程中还包括烘干的步骤。
6.根据权利要求5所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述烘干至水量小于5％。
7.根据权利要求1所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述粉碎采用钢渣粉碎机进行操作。
8.根据权利要求1-7任一项所述的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉。
9.根据权利要求8所述的钢渣粉，其特征在于，所述的钢渣粉的比表面积≥450m2/kg。
10.根据权利要求1-7任一项所述的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉在制备混凝土中替代水泥的应用。
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| CN201611270383.XA CN106830721A (zh) | 2016-12-31 | 2016-12-31 | 一种钢渣粉及其制备方法和应用 |
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| CN110937834A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-31 | 安徽工业大学 | 一种热焖钢渣的大宗量应用方法 |
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