CN109231947A - 一种钢渣石膏砂浆及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢渣石膏砂浆及其制备方法与应用。所述的钢渣石膏砂浆包括原料和辅料，所述的原料由重量份的高强脱硫石膏40~55份、钢渣10~20份和重钙5~20份组成；所述的辅料包括重量份的保水剂0.1~1份、缓凝剂0.1~2份和激发剂0.5~4.5份。制备方法包括前处理、配制步骤，应用为所述的钢渣石膏砂浆在制备新型建筑材料中的应用。本发明所述钢渣石膏砂浆的强度、保水性、凝结时间、保水率、拉伸粘结强度满足石膏行业标准要求，本发明使用固体废弃物钢渣作为原料，替代了天然砂子，减少了天然砂子的过度开采对环境的影响等诸多问题，所述的钢渣石膏砂浆提高了施工性能，且符合国家节能、减排、保护环境的产业政策，有利于推广应用。

Description

一种钢渣石膏砂浆及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于固废资源回收利用技术领域，具体涉及一种钢渣石膏砂浆及其制备方法与应用。

背景技术

云南省是全国脱硫资源大省，脱硫化工是重要的经济支柱。云南省脱硫石膏每年排放量占全国1/5左右，据统计，2010年，云南省脱硫化工主要产品湿法脱硫酸的产能为305.4万t/a，脱硫石膏产生量约为1500万t/a。《云南省新型工业化化学工业发展规划》确定的目标，到2020年脱硫酸(85%)产量为500万t，届时将副产脱硫石膏2300万t，脱硫石膏累计堆放量将达到3亿t。云南省有各种大小的矿业公司，其中有湿法铅锌矿的冶炼，低浓度的酸性废水直接排到河流中会污染环境，现阶段由于环保力度提升，对也废水中的硫酸的沉淀采用石灰的办法，在的二水硫酸钙后，变为一般固废后，可进行资源化利用。因此，为解决上述环保以及资源回收利用问题，开发一种将污染源矿渣回收利用是非常必要的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种钢渣石膏砂浆；第二目的在于提供所述的钢渣石膏砂浆的制备方法；第三目的在于提供所述的钢渣石膏砂浆的应用。

本发明的第一目的是这样实现的，所述的钢渣石膏砂浆包括原料和辅料，所述的原料由重量份的高强脱硫石膏40~55份、钢渣10~20份和重钙5~20份组成；所述的辅料包括重量份的保水剂0.1~1份、缓凝剂0.1~2份和激发剂0.5~4.5份。

本发明的第二目的是这样实现的，包括前处理、配制步骤，具体包括：

A、将以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm且比表面积＞3500cm/g得到钢渣备用；同时以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到干抗强度＞25MPa高强脱硫石膏备用；

B、配制：将配方配比的各原料和辅料混合均匀得到目标物钢渣石膏砂浆。

本发明的第三目的是这样实现的，所述的钢渣石膏砂浆在制备新型建筑材料中的应用。

现阶段，国家对环保越来越重视，对天然砂子的开采进行限制，禁止开采河砂，砂子的价格一路飙升，使用固废钢渣作为骨料，可以大量的处理钢渣，也可以节约天然砂子的开采，钢渣经过破碎磁选除铁后，控制粒径，作为一种优秀石膏砂浆骨料应用在建筑抹灰，石膏砂浆是指由专业化厂家生产的，用于建设工程中的各种砂浆拌合物，是我国今年发展起来的一种新型建筑材料。

钢渣是炼钢转炉排放的一种废渣，主要成分硅酸三钙、硅酸二钙等，具有水泥熟料的性质，但是没有经过水泥熟料急冷，所以活性不如水泥熟料，由于含有部分铁，需要磁选后才能使用，由于活性和易磨性不如高炉水渣，所以在水泥厂用量不大，钢渣可以作为公路的水稳层，但是由于破碎后容易板结，不宜大量储存，且附加值低运输半径小，钢渣在磁选除铁后，大量堆放，对环境造成污染和占用场地堆放，所以利用钢渣作为石膏砂浆中的骨料可以大量处理钢渣，有利于环境减轻钢厂堆放压力，可以减少天然砂子的使用。

脱硫石膏是电厂烟气湿法脱硫过程产生的固体废弃物，脱硫石膏由于二水硫酸钙的含量高，比一般天然石膏品位还高，杂质少，是一种优质的石膏材料，经过高压蒸汽蒸养干燥后，可以制备得到高强度的α半水石膏，α半水石膏需水量低，强度高，与破碎机处理后的钢渣混合，掺加其他辅助材料，制备得到高强度耐水性的石膏砂浆，即所述的钢渣石膏砂浆。

高强脱硫石膏是胶凝材料，粒径≤3mm的钢渣是骨料，钢渣提高石膏砂浆的耐水性，重钙提高砂浆的和易性，纤维素和缓凝剂的加入提高了石膏砂浆的施工性能。

本发明所述的钢渣石膏砂浆具有以下优势：

1）钢渣作为炼钢转炉排放的废弃物，难以利用，用其代替天然砂石，可以节约天然砂石的开采，可以降低对环境的破坏；

2）钢渣的加入对石膏砂浆的耐水性有很大的提高；

3）钢渣石膏抹灰砂浆（钢渣石膏砂浆）的强度、凝结时间、保水率、拉伸粘结强度满足GB/T28627-2012石膏砂浆要求；

4）不仅钢渣砂浆的一般性能满足要求，而且抗渗性、粘结性、抗开裂性等良好，可以作为砌筑砂浆、抹灰砂浆、地面砂浆等使用，同时具有质量稳定、施工简单、环境低负荷的特征，符合我国可持续发展战略。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的钢渣石膏砂浆包括原料和辅料，所述的原料由重量份的高强脱硫石膏40~55份、钢渣10~20份和重钙5~20份组成；所述的辅料包括重量份的保水剂0.1~1份、缓凝剂0.1~2份和激发剂0.5~4.5份。

所述的高强脱硫石膏是以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到高强脱硫石膏，所述的高强脱硫石膏的干抗强度＞25MPa。

所述的钢渣是以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm得到钢渣。

所述的钢渣的比表面积＞3500cm/g。

所述的重钙的比表面积＞3500cm/g。

所述的保水剂为羟乙基甲基纤维素醚和/或羟丙基甲基纤维素醚。

所述的缓凝剂为蛋白质类缓凝剂。

所述的激发剂为氧化钙和/或硫酸钾。

本发明所述的钢渣石膏砂浆的制备方法，包括前处理、配制步骤，具体包括：

A、将以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm且比表面积＞3500cm/g得到钢渣备用；同时以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到干抗强度＞25MPa高强脱硫石膏备用；

B、配制：将配方配比的各原料和辅料混合均匀得到目标物钢渣石膏砂浆。

本发明所述的钢渣石膏砂浆的应用为所述的钢渣石膏砂浆在制备新型建筑材料中的应用。

下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：

实施例1

将以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm且比表面积＞3500cm/g得到钢渣备用；同时以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到干抗强度＞25MPa高强脱硫石膏备用；将高强脱硫石膏40Kg、钢渣10Kg和重钙5Kg、羟乙基甲基纤维素醚1Kg、骨胶蛋白质缓凝剂0.1Kg和氧化钙0.5Kg混合均匀得到目标物钢渣石膏砂浆。

实施例2

将以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm且比表面积＞3500cm/g得到钢渣备用；同时以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到干抗强度＞25MPa高强脱硫石膏备用；将高强脱硫石膏55Kg、钢渣20Kg和重钙20Kg、羟丙基甲基纤维素醚0.1Kg、柠檬酸2Kg和硫酸钾4.5Kg混合均匀得到目标物钢渣石膏砂浆。

实施例3

将以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm且比表面积＞3500cm/g得到钢渣备用；同时以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到干抗强度＞25MPa高强脱硫石膏备用；将高强脱硫石膏45Kg、钢渣15Kg和重钙15Kg、羟乙基甲基纤维素醚0.5Kg、羟丙基甲基纤维素醚0.5Kg、聚磷酸钠缓凝剂1Kg和氧化钙2.5Kg、硫酸钾1Kg混合均匀得到目标物钢渣石膏砂浆。

实施例4

将以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm且比表面积＞3500cm/g得到钢渣备用；同时以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到干抗强度＞25MPa高强脱硫石膏备用；将高强脱硫石膏52Kg、钢渣18Kg和重钙15Kg、羟乙基甲基纤维素醚0.3Kg、羟丙基甲基纤维素醚0.4Kg、柠檬酸0.5Kg、聚磷酸钠缓凝剂1Kg和氧化钙和/或硫酸钾3.8Kg混合均匀得到目标物钢渣石膏砂浆。

实施例5

将以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm且比表面积＞3500cm/g得到钢渣备用；同时以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到干抗强度＞25MPa高强脱硫石膏备用；将高强脱硫石膏43Kg、钢渣16Kg和重钙18Kg、羟丙基甲基纤维素醚0.8Kg、聚磷酸钠缓凝剂0.7Kg和氧化钙2.8Kg、硫酸钾1.2Kg混合均匀得到目标物钢渣石膏砂浆。

Claims (10)

1.一种钢渣石膏砂浆，其特征在于所述的钢渣石膏砂浆包括原料和辅料，所述的原料由重量份的高强脱硫石膏40~55份、钢渣10~20份和重钙5~20份组成；所述的辅料包括重量份的保水剂0.1~1份、缓凝剂0.1~2份和激发剂0.5~4.5份。

2.根据权利要求1所述的钢渣石膏砂浆，其特征在于所述的高强脱硫石膏是以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到高强脱硫石膏，所述的高强脱硫石膏的干抗强度＞25MPa。

3.根据权利要求1所述的钢渣石膏砂浆，其特征在于所述的钢渣是以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm得到钢渣。

4.根据权利要求1或3所述的钢渣石膏砂浆，其特征在于所述的钢渣的比表面积＞3500cm/g。

5.根据权利要求1所述的钢渣石膏砂浆，其特征在于所述的重钙的比表面积＞3500cm/g。

6.根据权利要求1所述的钢渣石膏砂浆，其特征在于所述的保水剂为羟乙基甲基纤维素醚和/或羟丙基甲基纤维素醚。

7.根据权利要求1所述的钢渣石膏砂浆，其特征在于所述的缓凝剂为蛋白质类缓凝剂。

8.根据权利要求1所述的钢渣石膏砂浆，其特征在于所述的激发剂为氧化钙和/或硫酸钾。

9.一种权利要求1~8任一所述的钢渣石膏砂浆的制备方法，其特征在于包括前处理、配制步骤，具体包括：

A、将以钢铁生产产生的工业固体废弃物矿渣为原料，经过磁选去除磁性铁以保证含铁量＜2%得到钢渣初品，然后将钢渣初品破碎至粒度≤3mm且比表面积＞3500cm/g得到钢渣备用；同时以脱硫石膏为原料于蒸压釜中脱水得到α半水石膏，然后干燥后得到干抗强度＞25MPa高强脱硫石膏备用；

B、配制：将配方配比的各原料和辅料混合均匀得到目标物钢渣石膏砂浆。

10.一种权利要求1~8任一所述的钢渣石膏砂浆的应用，其特征在于所述的钢渣石膏砂浆在制备新型建筑材料中的应用。