CN106994327A - 一种高炉渣的改性方法 - Google Patents

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娜米拉
长山
庄晓娟
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刘静
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    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
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Abstract

本发明公开了一种高炉渣的改性方法，涉及材料改性技术领域，该方法中向高炉渣原土中滴加盐酸，并充分搅拌，得到混合物；向得到的混合物中加入模板剂CTBA并充分搅拌至溶解，之后将溶解了CTBA的混合物置于反应釜中进行水热反应，将水热反应后的混合物冷却，之后抽滤洗涤并干燥，即得改性高炉渣。本发明中对高炉渣的改性方法，方法简单，原料方便廉价，能够在较低温度下对高炉渣原土进行改性，能耗低，改性后的高炉渣吸附性能得到较好的改善。

Description

一种高炉渣的改性方法
技术领域
本发明涉及材料改性技术领域，更具体的涉及一种高炉渣的改性方法。
背景技术
高炉渣是冶金生铁过程中从高炉排除的废物，是我国现阶段主要的冶金废渣之一。在20世纪70年代以前，一直作为工业废弃物堆放，并随着钢铁工业的迅速发展，高炉渣的堆积量日益增大，2009年中国大陆钢铁工业废渣屯积量高达5亿吨左右，占全国工业废渣年总产出量的14％，大量高炉渣的堆积不仅对环境造成了严重污染，也是一种资源的严重浪费。然而，高炉渣是一种非常有利用价值的二次资源，因此寻求高炉渣资源利用新途径和利用高炉渣开发高附加值产品，使之成为钢铁企业新的增长点，已成为国内外研究热点之一。
内蒙古包头钢铁责任有限公司(简称包钢)自1959年10月出第一锅铁开始，至今已堆存的高炉渣约7000万吨。2015年的铁产量达到1000万吨，产生高炉渣300万吨。包钢高炉渣含有15种以上化学成分，但主要是CaO、MgO、Al2O3、SiO2等4种，还含有TiO2、Fe2O3、MnO等贵金属氧化物，SO3、Cl等非金属物质，CeO2、Nd2O3和Y2O3等稀土氧化物。在冶炼炉料固定和冶炼正常时，高炉渣的化学成分变化不大，对综合利用有利。但由于原料条件和炼铁品种的变化，矿渣成分波动较大，即使是统一炉渣，上下渣的物化性质也有很大区别。现阶段包钢高炉渣的主要用途有两个方面：(1)利用水淬，生产水渣，根据水渣具有潜在的水硬凝胶性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂的作用下可显示出水硬凝胶性能，是生产水泥的优质原料；(2)采用筛分固体渣，选出不同的筛分渣，用于工程回填，道路基层材料的使用。到目前为止，包钢高炉渣仍没有一种工艺能够彻底解决高炉渣的高价值资源化，只停留在简单地低附加值的生产开发。随着包钢的生产日益发展，高炉渣排放数量逐年增大，堆场没有继续外延的土地可占用，保产难度尖锐，从而如何提高高炉渣的综合利用水平，实现资源化、无害化，打造循环经济核心产业变废为宝成为了包钢迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种高炉渣改性方法，解决现有高炉渣利用率低，大量堆积造成环境污染及资源浪费的问题。
具体的，一种高炉渣的改性方法，包括以下步骤：
S1、向高炉渣原土中滴加盐酸，并充分搅拌，得到混合物，其中，高炉渣原土与盐酸的料液比为1g:5-15mL；
S2、向S1中得到的混合物中加入模板剂CTBA并充分搅拌至溶解，之后将溶解了CTBA的混合物置于反应釜中进行水热反应，水热反应温度为140-180℃，反应时间为12-20h；
S3、将水热反应后的产物冷却至室温，之后抽滤洗涤并干燥，即得改性高炉渣。
优选地，盐酸的浓度为1-5mol/L。
优选的，步骤S1中，采用磁力搅拌，搅拌时间为20-40min。
优选的，步骤S2中，采用磁力搅拌，搅拌时间为20-40min。
优选的，步骤S2中，CTBA与高炉渣原土的摩尔比为2:6-10。
本发明中对高炉渣的改性方法，方法简单，原料方便廉价，能够在较低温度下对高炉渣原土进行改性，能耗低，改性后的高炉渣吸附性能得到较好的改善，对甲基橙模拟有机污染物的吸附率由20％提高到95％，而且不仅对甲基橙模拟有机污染物具有较强的吸附性能，而且对刚果红、孔雀绿等有机污染物也有较强的吸附性能，从而得到了可作为很好的吸附剂或载体来适用于污水处理领域，提高了高炉渣原土的综合利用水平，实现资源化、无害化，提高了钢铁生产的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的高炉渣的改性方法工艺流程图；
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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1
本发明实施例1提供一种高炉渣的改性方法，包括以下步骤：
S1、向高炉渣原土中滴加浓度为2mol/L的盐酸，并充分磁力搅拌30min，得到混合物，其中，高炉渣原土与盐酸的料液比为1g:10mL；
S2、向S1中得到的混合物中加入模板剂CTBA(溴化十六烷基三甲胺)并充分磁力搅拌30min至溶解，之后将溶解了CTBA的混合物置于反应釜中进行水热反应，水热反应温度为160℃，反应时间为16h，其中，CTBA与高炉渣原土的摩尔比为2:8；
S3、将水热反应后的产物冷却至室温，之后抽滤洗涤并干燥，即得改性高炉渣。
实施例2
本发明实施例2提供一种高炉渣的改性方法，包括以下步骤：
S1、向高炉渣原土中滴加浓度为1mol/L的盐酸，并充分磁力搅拌20min，得到混合物，其中，高炉渣原土与盐酸的料液比为1g:5mL；
S2、向S1中得到的混合物中加入模板剂CTBA并充分磁力搅拌20min至溶解，之后将溶解了CTBA的混合物置于反应釜中进行水热反应，水热反应温度为140℃，反应时间为12h，其中，CTBA与高炉渣原土的摩尔比为2:6；
S3、将水热反应后的产物冷却至室温，之后抽滤洗涤并干燥，即得改性高炉渣。
实施例3
本发明实施例3提供一种高炉渣的改性方法，包括以下步骤：
S1、向高炉渣原土中滴加浓度为5mol/L的盐酸，并充分磁力搅拌20min，得到混合物，其中，高炉渣原土与盐酸的料液比为1g:15mL；
S2、向S1中得到的混合物中加入模板剂CTBA并充分磁力搅拌40min至溶解，之后将溶解了CTBA的混合物置于反应釜中进行水热反应，水热反应温度为180℃，反应时间为20h，其中，CTBA与高炉渣原土的摩尔比为2:10；
S3、将水热反应后的产物冷却至室温，之后抽滤洗涤并干燥，即得改性高炉渣。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种高炉渣的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向高炉渣原土中滴加盐酸，并充分搅拌，得到混合物，其中，高炉渣原土与盐酸的料液比为1g:5-15mL；
S2、向S1中得到的混合物中加入模板剂CTBA并充分搅拌至溶解，之后将溶解了CTBA的混合物置于反应釜中进行水热反应，水热反应温度为140-180℃，反应时间为12-20h；
S3、将水热反应后的产物冷却至室温，之后抽滤洗涤并干燥，即得改性高炉渣。
2.根据权利要求1所述的高炉渣的改性方法，其特征在于，所述盐酸的浓度为1-5mol/L。
3.根据权利要求1所述的高炉渣的改性方法，其特征在于，步骤S1中，采用磁力搅拌，搅拌时间为20-40min。
4.根据权利要求1所述的高炉渣的改性方法，其特征在于，步骤S2中，采用磁力搅拌，搅拌时间为20-40min。
5.根据权利要求1所述的高炉渣的改性方法，其特征在于，步骤S2中，CTBA与高炉渣原土的摩尔比为2:6-10。
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