CN108191280A - 一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法和混凝土掺和料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法和混凝土掺和料，方法包括：在燃料和助燃气体存在下，将质量比为100:5～15:3～8的氯化尾渣、石灰石粉和粘土混合，在700～1150℃下煅烧1～3h，得到处理后的氯化尾渣；所述氯化尾渣中，2％≤Cl‑质量含量≤4％，6％≤C质量含量≤10％。本发明通过采用石灰石粉、粘土与氯化尾渣在700～1150℃下煅烧1～3h，并充分利用尾渣中的碳源以减少能源消耗，使得处理后的氯化尾渣中的Cl‑和C含量均降低，满足一般建筑材料的应用，如作为混凝土掺和料进行使用。处理后的氯化尾渣中Cl‑质量含量达到0.06％以下，碳质量含量达到0.8％以下；烧后氯化尾渣制备的混凝土28d强度达到38.9～69.4MPa。

Description

一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法和混凝土掺和料
技术领域
本发明涉及提钛尾渣的处理技术领域，尤其涉及一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法和混凝土掺和料。
背景技术
高炉渣一种工业固体废物。中国和苏联等国一些地区使用钛磁铁矿炼铁，排出钒钛高炉渣。依矿石品位不同，每炼1吨铁排出0.3～1吨渣，矿石品位越低，排渣量越大。
攀钢高炉渣中含TiO2 21％～25％，年排放量700多万吨，目前攀钢大力开展利用高炉渣高温碳化、低温氯化的工艺路线提取钛的研究，并修建了年产2.6万吨的中试线，下步将全面实现产业化。
攀钢的高炉渣通过高温碳化、低温氯化处理提取出渣中有用成分TiO2后产生大量的尾渣，该固体废弃物含有2～4％的Cl-和6～10％的残碳，该尾渣若不经处理，既不能用于其他产业又不能直接排放，势必对环境产生较大影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法和混凝土掺和料，该方法能够将氯化尾渣中Cl-和C质量含量均降低，满足建筑材料的适用。
本发明提供了一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法，包括以下步骤：
在燃料和助燃气体存在下，将质量比为100:5～15:3～8的氯化尾渣、石灰石粉和粘土混合，在700～1150℃下煅烧1～3h，得到处理后的氯化尾渣；
所述氯化尾渣中，2％≤Cl-质量含量≤4％，6％≤C质量含量≤10％。
优选地，所述石灰石粉中，52.5％≤CaO质量含量＜100％，0％＜MgO质量含量≤2.5％，0％＜SiO2质量含量≤1.2％，0％＜S质量含量≤0.04％，0％＜P质量含量≤0.01％。
优选地，所述粘土中，57％≤SiO2质量含量＜100％，15％≤Al2O3质量含量＜100％，5％≤CaO质量含量＜100％，0％＜Fe2O3质量含量≤7％，0％＜MgO质量含量≤2.0％。
优选地，所述氯化尾渣的粒度小于等于100目。
优选地，所述石灰石粉中，粒度小于等于100目的石灰石粉质量含量大于等于95％，且小于100％。
优选地，所述燃料选自煤气、天然气或重油。
优选地，所述助燃气体选自空气；所述助燃气体的流量为100～200m3/h。
优选地，所述氯化尾渣为出料温度400～550℃的氯化法提钛尾渣。
本发明提供了一种混凝土掺和料，包括质量比为100:15～35的水泥和上述技术方案所述方法制备的处理后的氯化尾渣。
优选地，所述处理后的氯化尾渣的比表面积为400～550m2/kg。
本发明提供了一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法，包括以下步骤：在燃料和助燃气体存在下，将质量比为100:5～15:3～8的氯化尾渣、石灰石粉和粘土混合，在700～1150℃下煅烧1～3h，得到处理后的氯化尾渣；所述氯化尾渣中，2％≤Cl-质量含量≤4％，6％≤C质量含量≤10％。本发明通过采用石灰石粉、粘土与氯化尾渣在700～1150℃下煅烧1～3h，并充分利用尾渣中的碳源以减少能源消耗，使得处理后的氯化尾渣中的Cl-和C含量均降低，满足一般建筑材料的应用，如作为混凝土掺和料进行使用。实验结果表明：处理后的氯化尾渣中Cl-质量含量达到0.06％以下，碳质量含量达到0.8％以下；烧后氯化尾渣的加入量能达到混凝土水泥胶凝材料的10～30％，制备的混凝土28d强度达到38.9～69.4MPa。
具体实施方式
本发明提供了一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法，包括以下步骤：
在燃料和助燃气体存在下，将质量比为100:5～15:3～8的氯化尾渣、石灰石粉和粘土混合，在700～1150℃下煅烧1～3h，得到处理后的氯化尾渣；
所述氯化尾渣中，2％≤Cl-质量含量≤4％，6％≤C质量含量≤10％。
本发明通过采用石灰石粉、粘土与氯化尾渣在700～1150℃下煅烧1～3h后，使得处理后的氯化尾渣中的Cl-和C含量均降低，满足一般建筑材料的应用，如作为混凝土掺和料进行使用。本发明充分利用氯化尾渣中6～10％的残碳燃烧提高焙烧温度，可节约部分能源。本发明将氯化尾渣排放后直接进行煅烧，工艺简单。
在本发明中，所述氯化尾渣的粒度小于等于100目。所述氯化尾渣是出料温度400～550℃的氯化法提钛尾渣。
本发明优选在本领域技术人员熟知的回转窑中进行煅烧；更优选直接将氯化炉排出的热态尾渣直接加入回转窑进行煅烧。本发明将尾渣排放后直接煅烧，工艺简单，且充分利用了尾渣自身能源提供热量，成本低廉，产业化生产容易实现。
在本发明中，所述石灰石粉中，52.5％≤CaO质量含量＜100％，0％＜MgO质量含量≤2.5％，0％＜SiO2质量含量≤1.2％，0％＜S质量含量≤0.04％，0％＜P质量含量≤0.01％。
所述粘土中，57％≤SiO2质量含量＜100％，15％≤Al2O3质量含量＜100％，5％≤CaO质量含量＜100％，0％＜Fe2O3质量含量≤7％，0％＜MgO质量含量≤2.0％。
所述石灰石粉中，粒度小于等于100目的石灰石粉质量含量大于等于95％，且小于100％。
所述燃料选自煤气、天然气或重油。在本发明中，所述煤气的流量优选为450～550m3/h。
所述助燃气体选自空气；所述空气优选以压缩空气的形式采用；所述助燃气体的流量为100～200m3/h。
在本发明中，氯化尾渣、石灰石粉和粘土的质量比为100:5～15:3～8；在本发明具体实施例中，所述氯化尾渣、石灰石粉和粘土的质量比100:5:3；或100:10:5；或100:15:8。
本发明提供了一种混凝土掺合料，包括质量比为100:15～35的水泥和上述技术方案所述方法制备的处理后的氯化尾渣。
所述处理后的氯化尾渣的比表面积优选为400～550m2/kg。
在本发明中，混凝土掺合料作为混凝土的部分原料。混凝土包括砂、石、水泥、掺和料和外加剂；所述烧后氯化尾渣作为混凝土掺和料，可减少水泥和其它现用掺和料的用量，使工业废弃物再生利用。
所述混凝土掺合料根据混凝土的等级要求进行所需量的添加。
所述处理后的氯化尾渣作为混凝土的掺合料，其28d活性指数能够达到70％以上，完全能够满足混凝土使用要求。
本发明提供了一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法，包括以下步骤：在燃料和助燃气体存在下，将质量比为100:5～15:3～8的氯化尾渣、石灰石粉和粘土混合，在700～1150℃下煅烧1～3h，得到处理后的氯化尾渣；所述氯化尾渣中，2％≤Cl-质量含量≤4％，6％≤C质量含量≤10％。本发明通过采用石灰石粉、粘土与氯化尾渣在700～1150℃下煅烧1～3h，并充分利用尾渣中的碳源以减少能源消耗，后，使得处理后的氯化尾渣中的Cl-和C含量均降低，满足一般建筑材料的应用，如作为混凝土掺和料使用。实验结果表明：处理后的氯化尾渣中Cl-质量含量达到0.06％以下，碳质量含量达到0.8％以下；混合料28d强度达到38.9～69.4MPa。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法和混凝土掺和料进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中，氯化炉排出的热态尾渣的组分组成见表1：
表1实施例1～3采用的尾渣的化学成分组成(wt％)
实施例1
将氯化炉排出的400～550℃的热态尾渣(粒度100目以下)直接加入回转窑进行高温煅烧，并添加占热态尾渣质量百分含量为5％的石灰石粉(石灰石粉粒度为100目以下≥95％)和3％的粘土，在煤气流量为450～550m3/h和空气流量为100～200m3/h下进行煅烧，煅烧温度控制在700～800℃，高温烧成时间在2～3小时，得到处理后的氯化尾渣。
经测定，烧后尾渣中Cl-质量含量为0.05～0.06％，碳质量含量为0.6～0.8％。
将烧后的尾渣细磨至比表面积400～550m2/kg，然后和水泥掺合，得到的混凝土掺和料制备得到混凝土。
本发明将实施例1制备的混凝土进行性能测试，测试结果见表2，表2为本发明实施例1～3制备的混凝土的性能测试结果：
表2本发明实施例1～3制备的混凝土的性能测试结果
实施例2
将氯化炉排出的400～550℃的热态尾渣(粒度100目以下)直接加入回转窑进行高温煅烧，并添加占尾渣质量百分含量为10％的石灰石粉(石灰石粉粒度为100目以下≥95％)和5％的粘土，在煤气流量为450～550m3/h和空气流量为100～200m3/h下进行煅烧，煅烧温度控制在800～1000℃，高温烧成时间在1.5～2.5小时，得到处理后的氯化尾渣。
经测定，烧后尾渣中Cl-质量含量为0.03～0.06％，碳质量含量0.4～0.8％。
将烧后的尾渣细磨至比表面积400～550m2/kg，然后和水泥掺合，得到的混凝土掺和料制备得到混凝土。
本发明将实施例2制备的混凝土进行性能测试，测试结果见表2。
实施例3
将氯化炉排出的400～550℃的热态尾渣(粒度100目以下)直接加入回转窑进行高温煅烧，并添加占尾渣质量百分含量为15％的石灰石粉(石灰石粉粒度为100目以下≥95％)和8％的粘土，在煤气流量为450～550m3/h和空气流量为100～200m3/h下进行煅烧，煅烧温度控制在1000～1150℃，高温烧成时间在1～2小时，得到处理后的氯化尾渣。
经测定，烧后尾渣中Cl-质量含量为0.02～0.06％，碳质量含量为0.1～0.8％。
将烧后的尾渣细磨至比表面积400～550m2/kg，然后和水泥掺合，得到的混凝土掺和料制备得到混凝土。
本发明将实施例3制备的混凝土进行性能测试，测试结果见表2。
对比例1
将氯化炉排出的400～550℃的热态尾渣(粒度100目以下)直接加入回转窑进行高温煅烧，煅烧温度控制在700℃以下，高温烧成时间在3小时，得到处理后的氯化尾渣。
经测定，烧后尾渣中Cl-质量含量为1％～1.5％，碳含量4～8％。
对比例2
将氯化炉排出的400～550℃的热态尾渣(粒度100目以下)直接加入回转窑进行高温煅烧，煅烧温度控制在1150℃以上，高温烧成时间在1～2小时，，得到处理后的氯化尾渣。
经测定，烧后尾渣中Cl-质量含量为0.06％～1.5％，碳质量含量2％左右。(尾渣在该温度下易出现液相，在回转窑中结成块，内部的碳和氯均不易排出)。
由以上实施例可知，本发明提供了一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法，包括以下步骤：在燃料和助燃气体存在下，将质量比为100:5～15:3～8的氯化尾渣、石灰石粉和粘土混合，在700～1150℃下煅烧1～3h，得到处理后的氯化尾渣；所述氯化尾渣中，2％≤Cl-质量含量≤4％，6％≤C质量含量≤10％。本发明通过采用石灰石粉、粘土与氯化尾渣在700～1150℃下煅烧1～3h后，使得处理后的氯化尾渣中的Cl-和C质量含量均降低，满足一般建筑材料的应用，如作为混凝土掺和料使用。实验结果表明：处理后的氯化尾渣中Cl-含量达到0.06％以下，碳含量达到0.8％以下；混合料28d强度达到38.9～69.4MPa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种氯化尾渣脱氯脱碳的方法，包括以下步骤：
在燃料和助燃气体存在下，将质量比为100:5～15:3～8的氯化尾渣、石灰石粉和粘土混合，在700～1150℃下煅烧1～3h，得到处理后的氯化尾渣；
所述氯化尾渣中，2％≤Cl-质量含量≤4％，6％≤C质量含量≤10％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石灰石粉中，52.5％≤CaO质量含量＜100％，0％＜MgO质量含量≤2.5％，0％＜SiO2质量含量≤1.2％，0％＜S质量含量≤0.04％，0％＜P质量含量≤0.01％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘土中，57％≤SiO2质量含量＜100％，15％≤Al2O3质量含量＜100％，5％≤CaO质量含量＜100％，0％＜Fe2O3质量含量≤7％，0％＜MgO质量含量≤2.0％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化尾渣的粒度小于等于100目。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石灰石粉中，粒度小于等于100目的石灰石粉质量含量大于等于95％，且小于100％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料选自煤气、天然气或重油。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述助燃气体选自空气；所述助燃气体的流量为100～200m3/h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化尾渣为出料温度400～550℃的氯化法提钛尾渣。
9.一种混凝土掺和料，包括质量比为100:15～35的水泥和权利要求1～8任一项所述方法制备的处理后的氯化尾渣。
10.根据权利要求9所述的混凝土掺和料，其特征在于，所述处理后的氯化尾渣的比表面积为400～550m2/kg。
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