CN107176797A - 一种烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉及其制备方法，其中，按重量百分比计，其为由如下组成和含量构成的混合物：烧结烟气干法脱硫灰1％～10.0％；矿渣粉90.0％～99.0％。制备方法如下：a、烧结烟气干法脱硫灰、矿渣粉备料；b、采用混样机，以烧结烟气干法脱硫灰1％～10.0％，矿渣粉90.0％～99.0％的重量百分比混合烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉；c、参照GB/T18046进行烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉活性指数试验，确定烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉的合适配比；d、参照JC/T603、JC/T313进行烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉干缩率、浸水自由膨胀率试验，优化烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉配合比。

Description

一种烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉及其制备方法，属于水泥混凝土工程材料技术领域。

背景技术

钢铁工业的SO₂排放量污染形势日趋严峻，烧结工序作为钢铁工业中主要的SO₂排放源，其排放量占钢铁行业SO₂排放总量的40％～80％。虽然采用半干法脱硫技术进行烧结烟气脱硫，投资低，脱硫率较高，具有广阔的市场前景。但是，在半干法脱硫过程中产生了大量的烧结烟气干法脱硫灰，其不同于湿法烟气脱硫产生的脱硫石膏，也有异于燃煤炉烟道气体中收集的粉煤灰。目前，国内外只有少部分烧结烟气干法脱硫灰得到利用，绝大部分被抛弃，其处理方式不仅会造成二次污染，同时还占用土地。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于实现烧结烟气干法脱硫灰作为辅助胶凝材料的资源化利用，同时减少工程建设对石灰、水泥的过度消耗，提供一种烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉，按重量百分比计，其为由如下组成和含量构成的混合物：

烧结烟气干法脱硫灰1％～10.0％；

矿渣粉90.0％～99.0％。

作为本技术方案的进一步改进，所述烧结烟气干法脱硫灰选自钢铁企业烧结工序过程的干法脱硫工艺中所产生的干法脱硫灰，其主要成分为CaSO₃·1/2H₂O、CaCO₃、CaSO₄。

也作为本技术方案的进一步改进，所述的矿渣粉是以粒化高炉矿渣为主要原料所磨制成比表面积300kg/m³以上的粉体。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种上述烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉的制备方法。

为了解决以上技术问题，该制备方法按如下步骤进行：

a)、烧结烟气干法脱硫灰的矿渣粉备料；

b)、采用混样机，以烧结烟气干法脱硫灰1％～10.0％，矿渣粉90.0％～99.0％的重量百分比混合烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉；

c)、参照GB/T18046《用于水泥和混凝土中粒化高炉矿渣粉》，进行烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉活性指数试验，确定烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉的合适配比；

d)、参照JC/T603《水泥胶砂干缩试验方法》、JC/T313《膨胀水泥膨胀率试验方法》，进行烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉干缩率、浸水自由膨胀率试验，优化烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉配合比。

本技术方案中涉及的烧结烟气干法脱硫灰是一种高钙高硫型灰渣，主要矿物成分为CaSO₃·1/2H₂O、CaCO₃、CaSO₄。而矿渣粉是钢铁冶炼过程中副产品，本身不具有水硬性，在碱性、硫酸盐环境下能够水硬化。本技术方案利用烧结烟气干法脱硫灰碱特性和硫酸盐成分激发矿渣粉，为烧结烟气脱硫灰资源化利用提供技术方向，对电厂安全运行、改善环境、发展循环经济均具有重要意义。

本发明提供的烧结烟气干法脱硫灰可显著提高矿渣粉3d、7d、18d强度活性(抗压强度显著提高)，其干缩性能、浸水自由膨胀性能满足相关标准要求。不但解决了烧结烟气干法脱硫灰安全处置的问题，同时也减轻了烧结烟气干法脱硫灰对环境的污染，变废为宝，创造经济效益。

附图说明

图1为本发明烧结烟气干法脱硫灰微观形貌；

图2为烧结烟气干法脱硫灰矿物组成图；

图3烟气烧结脱硫灰改性高炉矿粉水泥胶砂干缩率图；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。

本发明用烧结烟气干法脱硫灰为上海宝田新型建材有限公司提供，其基本性能见表1、图1和图2。

表1：烧结烟气干法脱硫灰的基本性能(％)

以下参照实施例，对本发明作进一步的说明。但应当认为，实施例仅是说明性，而不应对本发明的保护范围起限制作用。

实施例1：

本实施例以烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉以3％、5％、8％、10％比例混合，测试其水泥胶砂抗压强度和抗折强度，结果见表2。

表2：烟气烧结脱硫灰改性高炉矿粉-水泥胶砂强度试验结果

由表2可以看出，烧结脱硫灰的加入明显提高水泥胶砂体系强度性能，改性矿渣粉中烧结烟气干法脱硫灰掺量为5％时(B3组)，3d、7d、28d抗压强度相对未添加烧结脱硫灰的矿渣粉(B1组)，分别提高15.9％、4.9％、6.2％。

实施例2：

本实施例对烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉进行水泥胶砂干缩试验，试验结果见图3。由图3可见，随着烧结烟气干法脱硫灰的掺加，水泥胶砂体系的干缩值明显提高，改性矿渣粉中烧结烟气干法脱硫灰掺量为5％时(B3组)，7d、14d、28d、60d、90d干缩率相对未添加烧结脱硫灰的矿粉(B1组)，分别提高29.6％、28.3％、21％、21％、13％。

实施例3：

本实施例对烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉进行水泥净浆浸水自由膨胀率试验，试验结果见表3。

表3：烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉水泥净浆浸水自由膨胀率×10^-4

由表3可知：①当烧结脱硫灰掺量占矿渣粉的10％时(B5)，烧结脱硫灰改性矿粉-水泥净浆成型24h后，拆模困难，试块断裂2条，因此采用烧结烟气干法脱硫灰改性高炉矿粉时，需严格控制其掺量。②烧结烟气干法脱硫灰的加入明显提高水泥净浆体系浸水自由膨胀性能，且随烧结烟气干法脱硫灰掺量的增多，水泥净浆体系浸水自由膨胀率增幅越大。当改性矿渣粉中烧结烟气干法脱硫灰掺量为5％时(B3组)，28d浸水自由膨胀率达到6.8×10^-4，满足JC/T 741《无收缩快硬硅酸盐水泥》标准中规定的28d不大于0.3％的要求。

综合本批烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉强度、干缩、浸水自由膨胀率试验结果，优选烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉的掺量为3％。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉，其特征在于：按重量百分比计，其为由如下组成和含量构成的混合物：

烧结烟气干法脱硫灰1％～10.0％；

矿渣粉90.0％～99.0％。

2.根据权利要求书1所述的烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉，其特征在于：所述烧结烟气干法脱硫灰选自钢铁企业烧结工序过程的干法脱硫工艺中所产生的干法脱硫灰，其主要成分为CaSO₃·1/2H₂O、CaCO₃和CaSO₄。

3.根据权利要求书1所述的烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉，其特征在于：所述的矿渣粉是以粒化高炉矿渣为主要原料所磨制成的比表面积300kg/m³以上的粉体。

4.一种权利要求1、2或3所述烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉的制备方法，该制备方法按如下步骤进行：

a)、烧结烟气干法脱硫灰的矿渣粉备料；

b)、采用混样机，以烧结烟气干法脱硫灰1％～10.0％，矿渣粉90.0％～99.0％的重量百分比混合烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉；

c)、参照GB/T18046《用于水泥和混凝土中粒化高炉矿渣粉》，进行烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉活性指数试验，确定烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉的合适配比；

d)、参照JC/T603《水泥胶砂干缩试验方法》、JC/T313《膨胀水泥膨胀率试验方法》，进行烧结烟气干法脱硫灰改性矿渣粉干缩率、浸水自由膨胀率试验，优化烧结烟气干法脱硫灰与矿渣粉配合比。