CN109622571A - 一种道路用钢渣预处理方法 - Google Patents

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聂珊
崔培强
王凯
田孝武
刘飞
蔡悟阳
欧阳奕波
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless

Abstract

本发明公开了一种道路用钢渣预处理方法，将钢厂在炼钢过程中产生的废弃钢渣经过破碎、选铁等工艺处理后集中堆存，采用经多种物料常温下进行混合得到的溶液对集中堆存的钢渣进行持续性的喷淋处理，该溶液的物料配比为：水100份(重量份，下同），工业醋酸6‑10份，磷酸二氢钙0.5‑2份、氯化钙10‑30份，焦磷酸钠3‑6份，将上述物料混合均匀后，在常温下对堆存的钢渣进行30‑90天的喷淋处理，可明显降低钢渣中游离氧化钙的含量。经处理后的钢渣游离氧化钙含量低于3%，可用于高等级道路的建设和养护。

Description

一种道路用钢渣预处理方法
技术领域
本发明涉及一种道路用钢渣预处理方法，具体为用一种混合溶液对钢渣进行持续性的喷淋处理，降低钢渣游离氧化钙的含量，提高钢渣在道路工程中的利用率。
背景技术
钢渣是炼钢过程中排出的固体废弃物，随着钢渣不断地产出，大量的钢渣长期堆积如山，不仅会占用大面积的土地，同时也会对周边的环境带来不同程度的污染。将钢渣用于道路建设是大规模利用钢渣的有效途径，但由于钢渣的组成成分差异较大，不同钢厂对钢渣的处理工艺也不一样，许多钢厂的钢渣都不能达到道路使用的要求，尤其是游离氧化钙的含量，普遍都不能满足道路使用标准中不大于3％的要求。因此高含量的游离氧化钙严重地制约了钢渣在道路工程中的规模化应用。
目前降低钢渣中游离氧化钙含量的方法不多并且效果也不明显。最主要的方法主要是两种，一是在高温液态钢渣中加入氧气和石英砂等物质，可以使游离氧化钙熔解并化学结晶，从而降低游离氧化钙的含量，另一种是陈化，自然陈化需要的时间比较长，不利于钢渣的大量应用，加速陈化是通过蒸汽陈化或蒸汽加压陈化的方法来加速游离氧化钙的水化反应，但是成本较高。开发一种新的简单方便、行之有效的钢渣预处理方法能够更进一步的推进钢渣在道路工程中的规模化应用，提高钢渣整体的资源化利用效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在常温条件下较快地降低冷态钢渣的游离氧化钙含量，使其达到道路工程中的使用要求。
为解决上述技术问题，本发明所采用的的技术方案为：
一种道路用钢渣预处理方法，所述方法为炼钢过程中产生的废弃钢渣经过破碎、棒磨和选铁处理后集中堆存，采用混合液进行喷淋处理，所述混合液包括按照重量份计的以下组分：
水100份，工业醋酸6-10份，磷酸二氢钙0.5-2份、氯化钙10-30份。
优选地，所述混合液还包括按照重量份计的以下组分：焦磷酸钠3-6份。
优选地，所述喷淋处理时间为30-90天，喷淋量为每吨钢渣喷淋20-50k升混合液。
优选地，所述喷淋处理温度为15～40℃。
优选地，所述方法处理后的钢渣游离氧化钙含量低于3％。
所述钢渣为钢厂炼钢后经选铁、棒磨、破碎等工艺处理后进行集中堆存的钢渣。
所述磷酸二氢钙和氯化钙和焦磷酸钠均为工业品。
本发明的有益效果在于：
1、一种钢渣预处理方法，是在常温条件下较快地降低冷态钢渣的游离氧化钙含量，使钢渣中的游离氧化钙含量可以在常温下更快的达到道路工程使用的技术标准。
2、不同物料的组合，加速钢渣中游离氧化钙的水化反应，缩短陈化时间，提高钢渣的利用效率，减少钢渣堆存占地。其中工业醋酸可与钢渣中的氧化钙和氧化镁发生反应，磷酸二氢钙可与氢氧化钙反应生成磷酸钙，氯化钙可与氧化钙结合生成Ca(OH)2·CaCl2·2H2O，三种物料均可不同程度的消解钢渣中的游离氧化钙，而焦磷酸钠溶液可以加快各种物料与氧化钙的反应速度，从而达到短时间内消解氧化钙的目的，同时工业醋酸、磷酸二氢钙、氯化钙、焦磷酸钠的混合液性能稳定，不易分解。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本实用新型，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1
一种道路用钢渣预处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)溶液配制：按重量份数水100份，工业醋酸3份，磷酸二氢钙0.5份，氯化钙10份，焦磷酸钠3份混合均匀，配制成溶液。
(2)在常温下用配制好的溶液对来自三个不同钢厂的钢渣进行持续性的喷淋处理，使钢渣表面始终保持湿润状态，持续30天。喷淋量为每吨钢渣喷淋50升混合液。
(3)参照GB/T 176-2008水泥化学分析方法中游离氧化钙的测定-乙二醇法测定三种钢渣预处理前后的游离氧化钙含量，对比检测结果如表1所示。
表1检测结果
游离氧化钙含量(％) 处理前 处理后
金盛兰钢渣 4.73 2.89
兴华钢渣 3.65 2.55
敬业钢渣 4.56 2.68
实施例2
一种道路用钢渣预处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)溶液配制：按重量份数水100份，工业醋酸6份，磷酸二氢钙1份，氯化钙20份，焦磷酸钠4.5份混合均匀，配制成溶液。
(2)在常温下用配制好的溶液对来自三个不同钢厂的钢渣进行持续性的喷淋处理，使钢渣表面始终保持湿润状态，持续60天。喷淋量为每吨钢渣喷淋30升混合液。
(3)参照GB/T 176-2008水泥化学分析方法中游离氧化钙的测定-乙二醇法测定三种钢渣预处理前后的游离氧化钙含量，对比结果如下表2。
表2检测结果
游离氧化钙含量(％) 处理前 处理后
金盛兰钢渣 4.73 2.49
兴华钢渣 3.65 1.73
敬业钢渣 4.56 2.34
实施例3
一种道路用钢渣预处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)溶液配制：按重量份数水100份，工业醋酸10份，磷酸二氢钙2份，氯化钙30份，焦磷酸钠6份混合均匀，配制成溶液。
(2)在常温下用配制好的溶液对来自三个不同钢厂的钢渣进行持续性的喷淋处理，使钢渣表面始终保持湿润状态，持续90天。喷淋量为每吨钢渣喷淋40k升混合液。
(3)参照GB/T 176-2008水泥化学分析方法中游离氧化钙的测定-乙二醇法测定三种钢渣预处理前后的游离氧化钙含量，对比结果如下表3。
表3检测结果
游离氧化钙含量(％) 处理前 处理后
金盛兰钢渣 4.73 1.94
兴华钢渣 3.65 0.85
敬业钢渣 4.56 1.83
实施例4
选取金盛兰钢渣，改变溶液组成，其他与实施例3相同，测定三种钢渣预处理前后的游离氧化钙含量，对比结果如下表5。
溶液1：按重量份数水100份，工业醋酸10份，磷酸二氢钙2份，氯化钙30份混合均匀，配制成溶液。
溶液2：按重量份数水100份，工业醋酸10份，磷酸二氢钙2份混合均匀，配制成溶液。
溶液3：按重量份数水100份，工业醋酸10份混合均匀，配制成溶液。
溶液4：按重量份数水100份，工业醋酸10份，磷酸二氢钙2份，氯化钙30份，焦磷酸钠6份，羧甲基纤维素钠5份混合均匀，配制成溶液。
溶液5：按重量份数水100份，工业醋酸10份，磷酸二氢钙2份，氯化钙30份，焦磷酸钠6份，羧甲基纤维素钠5份,葡甘聚糖0.02份混合均匀，配制成溶液。
表5检测结果
游离氧化钙含量(％) 处理前 处理后
溶液1 4.73 2.52
溶液2 4.73 2.63
溶液3 4.73 2.67
溶液4 4.73 1.12
溶液5 4.73 0.91
由表5可知，工业醋酸、磷酸二氢钙、氯化钙三者配合用于消除氧化钙，而加入焦磷酸钠后可以将溶液充分分散，保证溶液与钢渣充分反应，溶液中配比一定含量的羧甲基纤维素钠，可以在充分分散的基础上，使溶液能够有一定的黏粘效果。焦磷酸钠与羧甲基纤维素钠在钢渣表面颗粒表面形成相互竞争吸附的关系。与分散剂相比，羧甲基纤维素钠由于其相对分子质量较高，它的分子链要长很多，分子链上能吸附多个无机固体颗粒，从而导致桥式絮凝。如果焦磷酸钠不能在吸附竞争中胜出，消除氯化钙的性能性质就会受到负面影响。本申请焦磷酸钠与羧甲基纤维素钠一起使用时，焦磷酸钠表面同时具有疏水性及亲水性，因此会表现出许多类似表面活性剂的性质，在与羧甲基纤维素钠竞争吸附到钢渣颗粒的表面时，表面活性剂具有吸附竞争优势。本申请通过调节焦磷酸钠、羧甲基纤维素钠的配比关系，可以保证溶液在喷淋的过程中，充分吸附在钢渣表面，而没有流失到地面上，没有反应，从而可以节约混合溶液的使用量。另外，在溶液中加入适量的葡甘聚糖溶液，利用葡甘聚糖高分子网络结构，可以与羧甲基纤维素钠协同作用，保证喷淋液充分作用在钢渣表面，提高喷淋液在钢渣表面的作用时间，减少喷淋液使用量。
以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种道路用钢渣预处理方法，其特征在于：所述方法为炼钢过程中产生的废弃钢渣经过破碎、棒磨和选铁处理后集中堆存，采用混合液进行喷淋处理，所述混合液包括按照重量份计的以下组分：
水100份，工业醋酸6-10份，磷酸二氢钙0.5-2份、氯化钙10-30份。
2.根据权利要求1所述的一种道路用钢渣预处理方法，其特征在于：所述混合液还包括按照重量份计的以下组分：
焦磷酸钠3-6份。
3.根据权利要求1所述的一种道路用钢渣预处理方法，其特征在于：所述喷淋处理时间为30-90天，喷淋量为每吨钢渣喷淋20-50升混合液。
4.根据权利要求1所述的一种道路用钢渣预处理方法，其特征在于：所述喷淋处理温度为15～40℃。
5.根据权利要求1所述的一种道路用钢渣预处理方法，其特征在于：所述方法处理后的钢渣游离氧化钙含量低于3%。
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