CN112010574A - 提钛尾渣胶凝材料 - Google Patents

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赵钰杰
周旭
陈治科
钱宝军
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/21—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium sulfate containing activators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及提钛尾渣胶凝材料。本发明要解决的技术问题是提供一种以提钛尾渣为原料的胶凝材料，原料包括以下质量份的组分：水泥熟料30～65份，提钛尾渣30～65份，脱硫石膏5～8份。本发明将工业固体废弃物提钛尾渣结合少量水泥熟料磨细后制成提钛尾渣胶凝材料，所得胶凝材料强度等级、凝结时间、安定性等性能指标满足规范要求，减少水泥熟料的使用，大量节约能源与天然材料，能够广泛应用于实际生产。

Description

提钛尾渣胶凝材料
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种提钛尾渣胶凝材料。
背景技术
攀钢高钛型高炉渣提钛后，高炉渣总量的85％将成为新的提钛尾渣。由于提钛尾渣氯离子含量高，细度降低，已不再适用于混凝土砂石材料。虽然提钛尾渣可作为第II类一般工业固体废物进行堆存，但将新增渣场占地，增大产业化投资和运行费用，影响环境。开发提钛尾渣的经济性综合利用技术，实现大规模利用，减少提钛尾渣堆存对环境的影响成为影响高炉渣提钛产业化推进的主要因素之一。
目前，国内所使用的水泥，大部分材料来自于天然开采的石灰石、黏土等，经烧制形成水泥熟料，再加上少量脱硫石膏、粉煤灰等材料经行粉磨得到各种强度等级的水泥。其中，水泥熟料在烧制过程中能耗高、污染大，已经不符合绿色建材的发展需求。
发明内容
为了解决并有效利用工业固体废弃物提钛尾渣，本发明采用提钛尾渣为原料，提供了一种提钛尾渣胶凝材料。
本发明提钛尾渣胶凝材料，原料包括以下质量份的组分：水泥熟料30～65份，提钛尾渣30～65份，脱硫石膏5～8份。该组分所得提钛尾渣胶凝材料强度等级为32.5级或42.5级。
进一步的，上述提钛尾渣胶凝材料，原料包括以下质量份的组分：水泥熟料30～35份，提钛尾渣60～65份，脱硫石膏5～6份。该组分所得提钛尾渣胶凝材料强度等级为32.5级。
进一步的，上述提钛尾渣胶凝材料，原料包括以下质量份的组分：水泥熟料60～65份，提钛尾渣30～35份，脱硫石膏5～8份。该组分所得提钛尾渣胶凝材料强度等级为42.5级。
其中，上述提钛尾渣胶凝材料中，所述提钛尾渣主要成分为CaO 25～27％、SiO224～26％、Al2O3 13～15％，以及少量MgO和TiO2。所述提钛尾渣为攀钢集团高炉渣提钛副产物。
进一步的，上述提钛尾渣胶凝材料中，所述提钛尾渣的比表面积为300～400m2/kg，堆积密度为1400～1500kg/m3，表观密度为2900～3000kg/m3。
其中，上述提钛尾渣胶凝材料中，所述水泥熟料为一般水泥厂所使用的以石灰石、黏土为原料烧制而成。
其中，上述提钛尾渣胶凝材料中，所述脱硫石膏为颗粒状，粒径小于1mm，含水率小于40％。
本发明还提供了上述提钛尾渣胶凝材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：将水泥熟料、提钛尾渣和脱硫石膏混合后磨至比表面积达到300～400m2/kg即得。所得提钛尾渣胶凝材料使用方法与当前水泥使用方法相同。
进一步的，将上述原料以球磨机混合粉磨120～150min至比表面积达到300～400m2/kg。粉磨采用球磨机，
本发明利用工业固体废弃物提钛尾渣，提钛尾渣含有大量的玻璃体结构，磨细以后活性可达到95％以上，通过对各组分的用量调整，运用提钛尾渣和部分水泥熟料及少量脱硫石膏混合粉磨形成新的提钛尾渣胶凝材料，固体废弃物重量占比达到60％以上，所得提钛尾渣胶凝材料兼具优异的力学性能、工作性能、能耗低的特点，其强度等级、凝结时间、安定性等性能指标满足规范要求，能够广泛应用于实际生产。
具体实施方式
提钛尾渣比表面积为300～400m2/kg，属于细粉材料，运用在胶凝材料中将导致用水量增加、流动性差、凝结时间短等问题。本发明人通过大量创造性劳动对水泥熟料、脱硫石膏及提钛尾渣比例进行调整，粉磨后获得了良好力学性能、工作性能的提钛尾渣胶凝材料，实现了脱硫石膏和提钛尾渣最高60％占比的利用。
本发明提钛尾渣胶凝材料，原料包括以下质量份的组分：水泥熟料30～65份，提钛尾渣30～65份，脱硫石膏5～8份。
本发明中，所述水泥熟料为一般水泥厂所使用的以石灰石、黏土为原料烧制而成。
本发明中，所述提钛尾渣为经粉磨后的提钛尾渣，其比表面积为300～400m2/kg，堆积密度为1400～1500kg/m3，表观密度为2900～3000kg/m3。
本发明还提供了两种更具体的提钛尾渣胶凝材料。
32.5级提钛尾渣胶凝材料，原料包括以下质量份的组分：水泥熟料30～35份，提钛尾渣60～65份，脱硫石膏5～6份。
42.5级提钛尾渣胶凝材料，原料包括以下质量份的组分：水泥熟料60～65份，提钛尾渣30～35份，脱硫石膏5～8份。
本发明还提供了上述提钛尾渣胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：将上述原料水泥熟料、提钛尾渣、脱硫石膏以球磨机混合粉磨至比表面积达到300～400m2/kg即得。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
本发明实施例所使用的提钛尾渣：比表面积为300～400m2/kg，堆积密度为1400～1500kg/m3，表观密度为2900～3000kg/m3。
实施例
本发明提供了两组实施例提钛尾渣胶凝材料和一组对比例传统水泥，具体配比如下表1、表2所示：
表1提钛尾渣胶凝材料的组分配比
Figure BDA0002669589100000031
表2传统水泥的组分配比
Figure BDA0002669589100000032
上述提钛尾渣胶凝材料、传统水泥试验参照国标GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》及GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》，结果见表3所示：
表3提钛尾渣胶凝材料与水泥试验结果
Figure BDA0002669589100000033
由表1、2和表3数据可知，本发明提钛尾渣胶凝材料相比传统水泥有以下优点：在保持较好力学性能及工作性能前提下，使用了60％的工业固体废弃物提钛尾渣和脱硫石膏，减少水泥熟料使用，低能耗、低污染。

Claims (8)

1.提钛尾渣胶凝材料，其特征在于：原料包括以下质量份的组分：水泥熟料30～65份，提钛尾渣30～65份，脱硫石膏5～8份。
2.根据权利要求1所述的提钛尾渣胶凝材料，其特征在于：原料包括以下质量份的组分：水泥熟料30～35份，提钛尾渣60～65份，脱硫石膏5～6份。
3.根据权利要求1所述的提钛尾渣胶凝材料，其特征在于：原料包括以下质量份的组分：水泥熟料60～65份，提钛尾渣30～35份，脱硫石膏5～8份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的提钛尾渣胶凝材料，其特征在于：所述提钛尾渣主要成分为CaO 25～27％、SiO2 24～26％、Al2O3 13～15％。
5.根据权利要求1～4任一项所述的提钛尾渣胶凝材料，其特征在于：所述提钛尾渣的比表面积为300～400m2/kg，堆积密度为1400～1500kg/m3，表观密度为2900～3000kg/m3。
6.根据权利要求1～5任一项所述的提钛尾渣胶凝材料，其特征在于：所述水泥熟料为一般水泥厂所使用的以石灰石、黏土为原料烧制而成。
7.根据权利要求1～6任一项所述的提钛尾渣胶凝材料，其特征在于：所述脱硫石膏为颗粒状，粒径小于1mm，含水率小于40％。
8.提钛尾渣胶凝材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将水泥熟料、提钛尾渣和脱硫石膏混合后磨至比表面积达到300～400m2/kg即可。
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