CN110342837B - 钢渣粉及其制备方法、混凝土掺合料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢渣粉及其制备方法、混凝土掺合料，包括以下步骤：将钢渣、元明粉和脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。本发明通过掺入元明粉和脱硫石膏作为激发剂，再利用球破磨和立磨组成的联合粉磨系统工艺加工废弃钢渣，并在每次粉末之前，进行除铁操作，有效解决了除铁的难题，实现生产线连续稳定运行，增大钢渣粉的比表面积的同时，提高钢渣粉活性。本发明所提供的钢渣粉，比表面积达到490‑500m2/kg以上，同时提高了钢渣粉的活性。
Description
技术领域
本发明涉及无机建筑材料技术领域，具体而言，涉及一种钢渣粉及其制备方法、混凝土掺合料。
背景技术
中国是世界上第一产钢大国，钢渣产生率为粗钢产量的8％-15％，据中钢协公布的数据,钢渣和高炉渣是钢铁行业排放量最大的冶金渣,产出率分别约为粗钢产量的14％和30％。但多年来我国钢渣的综合利用率仅为10％,技术处理不能满足后期的深加工利用。目前,除了提取钢渣中的部分金属铁之外,大部分钢渣没有得到有效利用。
目前，我国钢渣处理利用多是以选铁利用及返回烧结为主，主要围绕钢渣破碎、磁选等进行工艺配套，除铁后的残渣作为路基骨料由于化学成份和安定性等问题，难以得到良好应用。大部分的钢渣被废弃堆存，只有极少量作为水泥混合材料粉磨水泥，磨制钢渣微粉作为水泥掺合料的生产线寥寥无几。由于钢厂原料、冶炼钢材品种、钢渣生成模式等的不同，钢渣的成份、性能差异较大，安定性以及钢渣中包裹着金属铁等问题，使其不能像高炉矿渣那样大规模应用。为了使得钢渣的处理形成一个完整的产业链条，真正实现钢渣的零排放，也为了最大限度的回收钢渣中的铁质，扩大钢渣在建材工业中的应用范围，发挥最大的经济效益；同时钢渣的综合利用又是国家产业政策支持和扶助的项目，具有显著的社会效益和环境效应。不但能降低炼钢成本，带来直接经济效益，而且也保护了环境，有很大的社会效益。
目前，传统钢渣微粉生产多是以管磨机、振动磨、棒磨机或者近两年采用的筒辊磨等主机设备为主，在粉磨过程中，由于无法有效解决除铁的难题，生产线无法连续稳定运行，也无法实现规模化生产，生产线规模一般在年产10万吨以下；同时由于无法保证产品稳定的细度，制约了钢渣的综合应用。另外，市面上钢渣粉普遍的比表面积控制在400-450m2/kg,要想提高钢渣比表面积，需要更复杂的研磨工艺，大量耗电，提高成本，但是得到的钢渣粉的活性并不高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种钢渣粉的制备方法，以解决或部分解决现有钢渣利用技术中钢渣易磨性差、活性低、生产成本高、市场接受程度低等问题，所述的钢渣粉的制备方法，通过掺入元明粉和脱硫石膏作为激发剂，再利用球破磨和立磨组成的联合粉磨系统工艺加工废弃钢渣，并在每次粉末之前，进行除铁操作，有效解决了除铁的难题，实现生产线连续稳定运行，增大钢渣粉的比表面积的同时，提高钢渣粉活性。
本发明的第二目的在于提供一种所述的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉，该钢渣粉具有更好的比表面积、3天活性、7天活性以及28天活性。
本发明的第三目的在于提供一种包括所述钢渣粉的掺合料。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣和元明粉混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
优选的，所述钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：将钢渣、元明粉和脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
优选的，所述一次除铁和所述二次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
优选的，所述元明粉的添加量是所述钢渣质量的0.5％-2％，更优选为1％-1.5％，更优选为1.5％。
优选的，所述脱硫石膏的添加量是所述钢渣质量的2％-6％，更优选为3％-4％，更优选为3％。
优选的，所述球破磨的出磨细度≤0.08mm，筛余≤60％。
优选的，所述立磨的辊压为11-12MPa。
优选的，所述立磨的细度≤0.08mm，筛余≤1.0％。
所述的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉。
一种包括所述钢渣粉的混凝土掺合料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所提供的一种钢渣粉的制备方法，通过掺入元明粉和脱硫石膏作为激发剂，再利用球破磨和立磨组成的联合粉磨系统工艺加工废弃钢渣，并在每次粉末之前，进行除铁操作，有效解决了除铁的难题，实现生产线连续稳定运行，增大钢渣粉的比表面积的同时，提高钢渣粉活性。
(2)本发明所提供的钢渣粉，比表面积达到490-500m2/kg，同时提高了钢渣粉的3天活性、7天活性以及28天活性。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本申请所提供的一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣、元明粉和脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
本申请采用球破磨加立磨组成的联合粉磨系统工艺，物料经过预破碎、分选、除铁，逐步细化粉化，最终粉磨至钢渣微粉成品。能达到显著增产节能的效果和目的。采用球破磨、立磨联合粉磨系统工艺，可以充分发挥和平衡球破磨的破碎功能以及立磨的粉磨功能。在球破磨和立磨工艺之前，进行除铁操作，有效解决了钢渣除铁的难题，实现生产线连续稳定运行。
另外，本申请利用化学方法激发钢渣活性，选取了元明粉和脱硫石膏作为激发剂同钢渣一起粉磨，提高钢渣活性和稳定性，消除游离钙、金属铁及氧化镁对安定性的影响。
在本发明一些优选的实施例中，所述一次除铁和所述二次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作，以保证钢渣除铁过程在整个生产工艺中连续，实现有效的除铁和连续的工业化生产。
在本发明一些优选的实施例中，所述元明粉的添加量是所述钢渣质量的0.5％-2％，更优选为1％-1.5％，更优选为1.5％。
在本发明一些优选的实施例中，所述脱硫石膏的添加量是所述钢渣质量的2％-6％，更优选为3％-4％，更优选为3％。
元明粉和脱硫石膏作为激发剂，进一步限定其添加量，更优选的，当掺加1.5％的元明粉和3.0％的脱硫石膏与钢渣共同粉磨时，效果最佳，3天活性提高了16.21％，7天活性提高了16.71％，28天活性提高了7.60％。
优选的，所述球破磨的出磨细度≤0.08mm，筛余≤60％。
优选的，所述立磨的辊压为11-12MPa。
优选的，所述立磨的细度≤0.08mm，筛余≤1.0％。
所述的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉，钢渣粉的比表面积达到490-500m2/kg，并且具有更好的活性。如表1所示，不同比表面积的钢渣粉的活性。
表1不同比表面积的钢渣粉的活性。
从表中可以看出，随着钢渣粉比表面积的增加，钢渣粉的活性在逐渐增加。钢渣粉的比表面积在450m2/kg时，达到国家二级钢渣粉的标准；比表面积在500m2/kg时，达到国家一级钢渣粉的标准。
一种包括所述的钢渣粉的混凝土掺合料。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣和0.5％元明粉混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
一次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
球破磨的直径：3.6×4.0m，功率800KW，出磨细度0.08mm，筛余≤60％。
立磨的直径：3.2m，功率1600KW，辊压量程0-13MPa，辊压为11MPa立磨的细度0.08mm，筛余≤1.0％。
实施例2
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣和1％元明粉混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
一次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
球破磨的直径：3.6×4.0m，功率800KW，出磨细度0.08mm，筛余≤60％。
立磨的直径：3.2m，功率1600KW，辊压量程0-13MPa，辊压为11MPa立磨的细度0.08mm，筛余≤1.0％。
实施例3
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣和1.5％元明粉混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
一次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
球破磨的直径：3.6×4.0m，功率800KW，出磨细度0.08mm，筛余≤60％。
立磨的直径：3.2m，功率1600KW，辊压量程0-13MPa，辊压为11MPa立磨的细度0.08mm，筛余≤1.0％。
实施例4
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣、0.5％元明粉和2％脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
一次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
球破磨的直径：3.6×4.0m，功率800KW，出磨细度0.08mm，筛余≤60％。
立磨的直径：3.2m，功率1600KW，辊压量程0-13MPa，辊压为11MPa立磨的细度0.08mm，筛余≤1.0％。
实施例5
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣、1％元明粉和6％脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
一次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
球破磨的直径：3.6×4.0m，功率800KW，出磨细度0.08mm，筛余≤60％。
立磨的直径：3.2m，功率1600KW，辊压量程0-13MPa，辊压为12MPa立磨的细度0.08mm，筛余≤1.0％。
实施例6*
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣、1.5％元明粉和3％脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
一次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
球破磨的直径：3.6×4.0m，功率800KW，出磨细度0.07mm，筛余≤60％。
立磨的直径：3.2m，功率1600KW，辊压量程0-13MPa，辊压为11MPa立磨的细度0.07mm，筛余≤1.0％。
实施例7
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣、2％元明粉和4％脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
一次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
球破磨的直径：3.6×4.0m，功率800KW，出磨细度0.08mm，筛余≤60％。
立磨的直径：3.2m，功率1600KW，辊压量程0-13MPa，辊压为12MPa立磨的细度0.08mm，筛余≤1.0％。
实施例8
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣、1.5％元明粉和5％脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
一次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
球破磨的直径：3.6×4.0m，功率800KW，出磨细度0.08mm，筛余≤60％。
立磨的直径：3.2m，功率1600KW，辊压量程0-13MPa，辊压为12MPa立磨的细度0.08mm，筛余≤1.0％。
实施例9
一种钢渣粉的制备方法，包括以下步骤：
将钢渣、2％元明粉和2％脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
一次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
球破磨的直径：3.6×4.0m，功率800KW，出磨细度0.08mm，筛余≤60％。
立磨的直径：3.2m，功率1600KW，辊压量程0-13MPa，辊压为12MPa立磨的细度0.08mm，筛余≤1.0％。
对比例1与实施例6基本相同，但是不加入元明粉和脱硫石膏。
对比例2市售钢渣粉。
实验例钢渣粉性能测试
将实施例1-3、6和对比例1-2所提供的钢渣粉与水泥以质量比为3:7的比例进行混合，并进行测试，测试结果如表2所示。
表2钢渣粉性能测试结果
实验结果表明，本申请所提供的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉，比表面积达到490-500m2/kg以上，同时提高了钢渣粉的活性，活性指数达到一级要求。当掺加1.5％的元明粉和3.0％的脱硫石膏与钢渣共同粉磨时，效果最佳，3天活性提高了16.21％，7天活性提高了16.71％，28天活性提高了7.60％。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，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发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。
Claims (14)
1.一种钢渣粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将钢渣和元明粉混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
2.根据权利要求1所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将钢渣、元明粉和脱硫石膏混合，然后依次进行一次除铁、球破磨、二次除铁和立磨处理，得到钢渣粉掺合料。
3.根据权利要求1或2所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述一次除铁和所述二次除铁采用永磁自卸除铁器进行操作。
4.根据权利要求1或2所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述元明粉的添加量是所述钢渣质量的0.5％-2％。
5.根据权利要求4所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述元明粉的添加量是所述钢渣质量的1％-1.5％。
6.根据权利要求5所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述元明粉的添加量是所述钢渣质量的1.5％。
7.根据权利要求2所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述脱硫石膏的添加量是所述钢渣质量的2％-6％。
8.根据权利要求7所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述脱硫石膏的添加量是所述钢渣质量的3％-4％。
9.根据权利要求8所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述脱硫石膏的添加量是所述钢渣质量的3％。
10.根据权利要求1或2所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述球破磨的出磨细度≤0.08mm，筛余≤60％。
11.根据权利要求1或2所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述立磨的辊压为11-12MPa。
12.根据权利要求1或2所述的钢渣粉的制备方法，其特征在于，所述立磨的细度≤0.08mm，筛余≤1.0％。
13.根据权利要求1-12任一项所述的钢渣粉的制备方法所制备的钢渣粉。
14.包括根据权利要求13所述的钢渣粉的混凝土掺合料。
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