CN113493316A - 钢渣粉体的生化制备方法、水泥的混合材料和混凝土掺合料 - Google Patents
钢渣粉体的生化制备方法、水泥的混合材料和混凝土掺合料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113493316A CN113493316A CN202010196416.0A CN202010196416A CN113493316A CN 113493316 A CN113493316 A CN 113493316A CN 202010196416 A CN202010196416 A CN 202010196416A CN 113493316 A CN113493316 A CN 113493316A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel slag
- grinding
- slag powder
- biochemical
- iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 162
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 162
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 154
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 16
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 31
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 26
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 claims description 5
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 5
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 241000256247 Spodoptera exigua Species 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 51
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 22
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 8
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241001544359 Polyspora Species 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 241000913745 Spatholobus Species 0.000 description 3
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 3
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000256251 Spodoptera frugiperda Species 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 210000003046 sporozoite Anatomy 0.000 description 2
- 241000605222 Acidithiobacillus ferrooxidans Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000256248 Spodoptera Species 0.000 description 1
- 241000605118 Thiobacillus Species 0.000 description 1
- 241001232253 Xanthisma spinulosum Species 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 description 1
- -1 fter Species 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C04B5/00—Treatment of metallurgical slag ; Artificial stone from molten metallurgical slag
- C04B5/06—Ingredients, other than water, added to the molten slag or to the granulating medium or before remelting; Treatment with gases or gas generating compounds, e.g. to obtain porous slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P3/00—Preparation of elements or inorganic compounds except carbon dioxide
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
一种钢渣粉体的生化制备方法、一种水泥的混合材料以及混凝土掺合料，包括如下步骤：S1生化处理：将钢渣浸泡在铁氧化细菌的水溶液中，使钢渣中的铁单质以及Fe2+转化为Fe3+，至水溶液中Fe2+的浓度降低并维持稳定，形成反应液；S2烘干粉磨：固相产物从反应液中取出并烘干、粉磨，形成钢渣粉体。制备形成的钢渣粉体作为水泥的混合材料或混凝土的掺合料进行应用。本发明通过对钢渣进行前期的生化处理，从而使钢渣的颗粒致密结构变得疏松，易磨性大大提高。经处理的钢渣在粉磨过程中减少了粉磨耗能，增加了钢渣的粉磨效率，进而提高了钢渣的再利用率，减少了大量钢渣排放所造成的资源浪费和对环境的压力。
Description
技术领域
本发明涉及工业固废钢渣的处理技术领域，具体涉及一种钢渣粉体的生化制备方法、一种水泥的混合材料以及混凝土掺合料。
背景技术
随着环境保护要求的进一步加强，各种工业废弃物的综合利用得到了广泛的关注。近年来矿渣在水泥混凝土行业得到了广泛应用并成为了稀缺资源，但与矿渣排放量相当的工业固废钢渣的综合利用率却仅为10％左右。
由于钢渣中含有硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸三钙(3CaO·SiO2)、铁酸三钙(2CaO·Fe2O3)等与水泥熟料相似的矿物成分，具有一定的水化活性，故将钢渣磨细后作为水泥的混合材料和混凝土掺合料一直是钢渣综合利用的重要途径。我国作为最大的钢渣排放国，对于钢渣在混凝土中的应用研究一直处于世界的前列，并制定了GB13950、GB24901等作为钢渣在水泥混凝土中应用的国家标准。但是由于钢渣中包括铁单质和铁氧化物，铁含量较高，且铁氧化物的主要存在形式是橄榄石(2FeO·SiO2)，因而使得钢渣的易磨性差，粉磨电耗高，不利于钢渣在水泥混凝土行业的再利用，因此大量的钢渣排放造成了严重的资源浪费和环境污染。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能有效提高钢渣易磨性，利于钢渣再利用的钢渣粉体的生化制备方法以及一种水泥的混合材料和混凝土掺合料。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1生化处理：将钢渣浸泡在铁氧化细菌的水溶液中，至水溶液中Fe2+的浓度降低并维持稳定，形成固相产物和反应液，钢渣在水溶液中的总反应为：
4Fe+6H2O+3O2→2Fe(OH)3，
4FeO+6H2O+O2→4Fe(OH)3；
S2烘干粉磨：固相产物从反应液中取出并烘干、粉磨，形成钢渣粉体。
优选地，所述S1生化处理中，铁氧化细菌为多孢泉发菌，浓度为106～108CFU/ml；所述钢渣在所述铁氧化细菌水溶液中的浓度为0.8g/ml。
优选地，所述S1生化处理中，钢渣在铁氧化细菌的水溶液中浸泡时间为3～5天。
优选地，所述S1生化处理中，铁氧化细菌水溶液的温度维持在25～35℃之间。
优选地，所述S2烘干粉磨中，固相产物的烘干温度为600～800℃。
优选地，所述S2烘干粉磨中，固相产物采用立磨粉磨，立磨中热风温度为600～800℃；钢渣粉体的比表面积为500～600m2/kg。
优选地，所述S1生化处理中，钢渣含有硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸三钙(3CaO·SiO2)、铁酸三钙(2CaO·Fe2O3)中的一种或多种。
优选的，所述S1生化处理中，所采用的钢渣的碱度大于等于3mmol/L。
一种水泥的混合材料，包括上述任意一项制备方法制得的钢渣粉体。
一种混凝土掺合料，包括上述任意一项制备方法制得的钢渣粉体。
本发明钢渣粉体的生化制备方法，通过对钢渣进行前期的生化处理，从而将钢渣中坚硬的单质铁以及橄榄石解体，转化为泥浆状质地较软的氢氧化铁絮凝物，钢渣的颗粒致密结构变得疏松，易磨性大大提高。另外单质铁的氧化也省却了钢渣粉磨前的磁选过程，利于后期钢渣的处理操作。经处理的钢渣在粉磨过程中减少了粉磨耗能，增加了钢渣的粉磨效率，制备形成的钢渣粉体可作为水泥的混合材料或混凝土掺合料进行应用，进而提高了钢渣的再利用率，减少了大量钢渣排放所造成的资源浪费和对环境的压力。
具体实施方式
以下结合给出的实施例1～4，进一步说明本发明钢渣粉体的生化制备方法以及其应用在水泥的混合材料以及混凝土掺合料中的具体实施方式。本发明钢渣粉体的生化制备方法不限于以下实施例的描述。
实施例1：
本实施例提供一种钢渣粉体的生化制备方法，依次包括S1生化处理、S2烘干粉磨。其中S1生化处理的具体操作为：将钢渣浸泡在培养有铁氧化细菌的水溶液中，使钢渣中的铁单质以及Fe2+转化为Fe3+，至水溶液中Fe2+的浓度降低并维持稳定，形成固相产物和反应液，总反应式为：4Fe+6H2O+3O2→2Fe(OH)3，4FeO+6H2O+O2→4Fe(OH)3；S2烘干粉磨包括S21烘干处理和S22粉磨处理，S21烘干处理、S22粉磨处理可以按照任意顺序分前后两步进行，也可同时进行。S21烘干处理的具体操作为：固相产物从反应液中取出烘干；S22粉磨处理的具体操作为：对固相产物粉磨，形成钢渣粉体。
工业固废钢渣中一般均含有硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸三钙(3CaO·SiO2)、铁酸三钙(2CaO·Fe2O3)等与水泥熟料相似的矿物成分，具有一定的水化活性，故可将钢渣磨细后作为水泥的混合材料和混凝土掺合料。本实施例依次通过上述生化处理步骤、烘干步骤和粉磨处理步骤制备形成钢渣粉体，便于其作为水泥的混合材料和混凝土掺合料使用。
其中S1生化处理步骤中的铁氧化细菌为多孢泉发菌，水溶液中多孢泉发菌的浓度为106～108CFU/mL。当然，本实施例中的铁氧化细菌不局限于多孢泉发菌，还可以是氧化亚铁硫杆菌、纤发菌、泉发菌等类型的菌种。由于多孢泉发菌的培养过程更简单，菌群分离效果更好，培养时间和生长期的稳定性相对其他菌种更强，因此，本实施例中的铁氧化细菌优选为多孢泉发菌。另外，为了维持多孢泉发菌的活性，在S1生化处理的过程中多孢泉发菌水溶液的温度需始终维持在25～35℃。
本实施例所采用的钢渣的碱度为3mmol/L，钢渣的碱度越高，则钢渣的活性越大，那么钢渣越适宜用于水泥和混凝土中，并且碱度高的钢渣可促进铁氧化细菌的繁殖，从而提升钢渣的处理效率，优选所采用的钢渣的碱度大于等于3mmol/L。现在产业中大型钢厂的转炉钢渣碱度一般均为3mmol/L以上，故本实施例钢渣粉体的生化制备方法在大部分钢渣的处理过程中均可适用。
优选的，S1生化处理步骤中，将钢渣浸泡在培养有铁氧化细菌的水溶液中，钢渣在铁氧化细菌水溶液中的浓度为0.8g/ml，0.8g钢渣需要1ml细菌溶液左右使钢渣中的铁单质以及Fe2+转化为Fe3+，至水溶液中Fe2+的浓度降为最低并维持稳定。为了保证钢渣中铁单质以及二价铁的完全氧化，钢渣在铁氧化细菌的水溶液中浸泡时间为3～5天，具体的浸泡时间根据钢渣的成分以及含铁量而决定，也可以更长时间。在浸泡的过程中，铁氧化细菌在钢渣颗粒表面形成氧浓差电池，钢渣中的铁单质先转化为Fe2+，同时橄榄石也解体，经实验研究，一般钢渣在浸泡一段时间后，Fe2+的浓度达到最高，随后在铁氧化细菌的作用下，Fe2+不断转化为Fe3+，并以Fe(OH)3絮凝物的形式进行沉降，反应过程具体为：
阳极过程：2Fe→2Fe2++4e-；
阴极过程：O2+2H2O+4e-→4OH-；
腐蚀产物：2Fe2++4OH-→2Fe(OH)2；
腐蚀产物：4Fe(OH)2+O2+2H2O→2Fe(OH)3；
总反应为：4Fe+6H2O+3O2→2Fe(OH)3；
4FeO+6H2O+O2→4Fe(OH)3。
钢渣在浸泡3～5天后，Fe2+的浓度降至最低，并且Fe2+在水溶液中的浓度趋于稳定，则表明此时反应液中的氧化过程全部完成，本实施在该步骤中Fe2+的氧化率可达到85％以上，氧化完成，则形成S1生化处理中的产物反应液。
该生化处理过程大大提升了钢渣的易磨性，利于钢渣的后续再利用，同时，单质铁和Fe2+在上述过程中均能实现氧化，省去了钢渣传统处理过程中的磁选操作，提升了钢渣处理的便捷性。
具体的，本实施例S1生化处理中所采用的钢渣为宝山钢铁厂形成的固废物钢渣，碱度为3mmol/L。将上述钢渣浸泡在浓度为108CFU/ml的多孢泉发菌的水溶液，浸泡3天后，形成固相产物和反应液。在处理过程中，铁氧化细菌会迅速繁殖，浓度急剧升高，当将固相产物取出后，反应液可循环再利用。
取出的固相产物放入烘干机内进行S21烘干处理。该步骤中的烘干温度要求600～800℃，不同的烘干窑炉和烘干工艺所设置的温度会有所差别。具体的，处理S1形成的反应液的烘干机内烘干温度设定为650℃。在烘干处理中，高温环境能对多孢泉发菌进行灭活，反应液经烘干形成S21烘干处理中的产物固状产物。
对固状产物进行S22粉磨处理，采用立磨进行粉磨，为了进一步确保多孢泉发菌失去活性，不会在钢渣粉体后续再利用过程中腐蚀钢筋，立磨中热风温度维持在600～800℃，粉磨至粉体比表面积为500～600m2/kg，即为本实施终产物钢渣粉体。当然，上述粉磨方式不限于立磨粉磨，还可以采用球磨机或管磨机等方式对其进行粉磨。
经计算，本实施例中钢渣在粉磨过程中的粉磨台时产量为118t/h。
将上述制备形成的钢渣粉体作为水泥的混合材料或混凝土的掺合料进行应用。
对比例1：
采用同上述实施1中的宝山钢铁厂的固废物钢渣，进行立磨粉磨，经计算，本对比例中钢渣粉磨台时产量为85t/h。
实施例2：
S1生化处理：本实施例中所采用的钢渣为济南钢铁厂形成的固废物钢渣，碱度为3.2mmol/L。将上述钢渣浸泡在浓度为106CFU/ml的多孢泉发菌的水溶液中，钢渣在铁氧化细菌水溶液中的浓度为0.8g/ml，浸泡5天后，至水溶液中Fe2+的浓度降为最低并维持稳定形成固相产物和反应液。
S21烘干处理：从反应液中取出固相产物，放入烘干机内烘干，烘干温度设定为600℃，形成固状产物。
S22粉磨处理：对固状产物实现立磨粉磨，立磨中热风温度维持在600～800℃，粉磨至粉体比表面积为500～600m2/kg，形成本实施终产物钢渣粉体。
经计算，本实施例中钢渣在粉磨过程中的粉磨台时产量为110t/h。
将上述制备形成的钢渣粉体作为水泥的混合材料或混凝土的掺合料进行应用。
对比例2：
对比例1：采用上述实施2中的济南钢铁厂的固废物钢渣，进行立磨粉磨，经计算，本对比例中钢渣粉磨台时产量为80t/h。
实施例3：
S1生化处理：本实施例中所采用的钢渣为马鞍山钢铁厂形成的固废物钢渣，碱度为3.4mmol/L。将上述钢渣浸泡在浓度为5×107CFU/ml的多孢泉发菌的水溶液，钢渣在铁氧化细菌水溶液中的浓度为0.7g/ml，浸泡4天后，形成固相产物和反应液。
S21烘干处理：从反应液中取出固相产物，放入烘干机内烘干，烘干温度设定为800℃，形成固状产物。
S22粉磨处理：对固状产物实现立磨粉磨，立磨中热风温度维持在600～800℃，粉磨至粉体比表面积为500～600m2/kg，形成本实施终产物钢渣粉体。
经计算，本实施例中钢渣在粉磨过程中的粉磨台时产量为120t/h。
将上述制备形成的钢渣粉体作为水泥的混合材料或混凝土的掺合料进行应用。
对比例3：
采用上述实施3中的马鞍山钢铁厂的固废物钢渣，进行立磨粉磨，经计算，本对比例中钢渣粉磨台时产量为86t/h。
实施例4：
S1生化处理：本实施例中所采用的钢渣为韶关钢铁厂形成的固废物钢渣，碱度为3.2mmol/L。将上述钢渣浸泡在浓度为5×106CFU/ml的多孢泉发菌的水溶液，钢渣在铁氧化细菌水溶液中的浓度为0.9g/ml，浸泡3天后，形成固相产物和反应液。
S2烘干粉磨：固相产物从反应液中取出并进入立磨机中进行粉磨，立磨机内热风的烘干温度设定为700℃，在立磨粉磨的同时对固相产物进行烘干，粉磨至粉体比表面积为500～600m2/kg，形成本实施终产物钢渣粉体。
经计算，本实施例中钢渣在粉磨过程中的粉磨台时产量为60t/h。
将上述制备形成的钢渣粉体作为水泥的混合材料或混凝土的掺合料进行应用。
对比例4：
采用上述实施4中的韶关钢铁厂的固废物钢渣，进行立磨粉磨，经计算，本对比例中钢渣粉磨台时产量为40t/h。
上述实施例与对比例的钢渣均含有硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸三钙(3CaO·SiO2)、铁酸三钙(2CaO·Fe2O3)中的一种或多种。
经由上述四组实施例与对比例得出，采用本方法处理后的钢渣在粉磨时的台时产量相较于未处理的钢渣提高了35～50％。采用本方法处理后的钢渣致密结构变得疏松，易磨性大大提高，降低了钢渣再利用的生产能耗，从而促进钢渣的再利用。生化处理过程方便无污染，并在烘干以及粉磨步骤中同时对生物菌进行灭活处理，提高了本实施例的处理效率，同时避免了生物菌对后续钢渣粉体再利用的影响，使得本实施例中钢渣粉体的生化制备方法能被广泛应用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1生化处理：将钢渣浸泡在铁氧化细菌的水溶液中，至水溶液中Fe2+的浓度降低并维持稳定，形成固相产物和反应液，钢渣在水溶液中的总反应为：
4Fe+6H2O+3O2→2Fe(OH)3，
4FeO+6H2O+O2→4Fe(OH)3；
S2烘干粉磨：固相产物从反应液中取出并烘干、粉磨，形成钢渣粉体。
2.根据权利要求1所述的钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于：所述S1生化处理中，铁氧化细菌为多孢泉发菌，浓度为106～108CFU/mL；所述钢渣在所述铁氧化细菌水溶液中的浓度为0.8g/ml。
3.根据权利要求1所述的钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于：所述S1生化处理中，钢渣在铁氧化细菌的水溶液中浸泡时间为3～53～5天。
4.根据权利要求1所述的钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于：所述S1生化处理中，铁氧化细菌水溶液的温度维持在25～35℃之间。
5.根据权利要求1所述的钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于：所述S2烘干粉磨中，固相产物的烘干温度为600～800℃。
6.根据权利要求1所述的钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于：所述S2烘干粉磨中，固相产物采用立磨粉磨，立磨中热风温度为600～800℃；钢渣粉体的比表面积为500～600m2/kg。
7.根据权利要求1所述的钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于：所述S1生化处理中，钢渣含有硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸三钙(3CaO·SiO2)、铁酸三钙(2CaO·Fe2O3)中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于：所述S1生化处理中，所采用的钢渣的碱度大于等于3mmol/L。
9.一种水泥的混合材料，其特征在于，包括权利要求1～8中任意一项制备方法制得的钢渣粉体。
10.一种混凝土掺合料，其特征在于，包括权利要求1～8中任意一项制备方法制得的钢渣粉体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010196416.0A CN113493316B (zh) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | 钢渣粉体的生化制备方法、水泥的混合材料和混凝土掺合料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010196416.0A CN113493316B (zh) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | 钢渣粉体的生化制备方法、水泥的混合材料和混凝土掺合料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113493316A true CN113493316A (zh) | 2021-10-12 |
| CN113493316B CN113493316B (zh) | 2023-11-07 |
Family
ID=77993436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010196416.0A Active CN113493316B (zh) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | 钢渣粉体的生化制备方法、水泥的混合材料和混凝土掺合料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113493316B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004113977A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 含鉄酸性廃水処理材及び含鉄酸性廃水の処理方法 |
| CN102491664A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-06-13 | 上海宝田新型建材有限公司 | 改性钢矿渣复合掺合料及其制备方法 |
| WO2017007037A2 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Iron-oxidizing bacteria with good resistance to arsenic, a method for preparing said bacteria, a medium for said bacteria and a method for preparing scorodite using said bacteria |
| CN108031429A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-15 | 武汉理工大学 | 一种用于水体除砷的改性钢渣的制备方法 |
| CN108453111A (zh) * | 2017-02-20 | 2018-08-28 | 李国安 | 一种钢渣微粉的生产工艺 |
-
2020
- 2020-03-19 CN CN202010196416.0A patent/CN113493316B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004113977A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 含鉄酸性廃水処理材及び含鉄酸性廃水の処理方法 |
| CN102491664A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-06-13 | 上海宝田新型建材有限公司 | 改性钢矿渣复合掺合料及其制备方法 |
| WO2017007037A2 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Iron-oxidizing bacteria with good resistance to arsenic, a method for preparing said bacteria, a medium for said bacteria and a method for preparing scorodite using said bacteria |
| CN108453111A (zh) * | 2017-02-20 | 2018-08-28 | 李国安 | 一种钢渣微粉的生产工艺 |
| CN108031429A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-15 | 武汉理工大学 | 一种用于水体除砷的改性钢渣的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 石绍渊,方兆珩: "氧化亚铁硫杆菌与中度嗜热铁氧化菌浸出铁闪锌矿的比较" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113493316B (zh) | 2023-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109851242B (zh) | 一种钢渣改性方法 | |
| CN107010853B (zh) | 一种微波增效活化处理s95级矿渣粉的方法 | |
| CN108545970B (zh) | 一种提钛尾渣-钛石膏基复合胶凝材料及其制备方法 | |
| CN107716519B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰无害化及重金属资源化方法 | |
| CN113979653A (zh) | 一种钢渣胶凝材料及制备方法和应用 | |
| CN114349381B (zh) | 一种基于脲酶诱导碳酸钙法改性混凝土再生骨料的方法 | |
| CN105585102A (zh) | 一种青霉素生产废水的治理工艺 | |
| CN102719577A (zh) | 一种耦合处理炼铁、炼钢炉渣的方法 | |
| CN113248095A (zh) | 一种铁盐污泥处理工艺及处理系统 | |
| CN110041142A (zh) | 一种采用抗生素发酵废渣制备氨基酸水溶肥的方法 | |
| CN113493316B (zh) | 钢渣粉体的生化制备方法、水泥的混合材料和混凝土掺合料 | |
| CN111943543A (zh) | 一种微生物技术改性钢渣粉制备掺合料的方法 | |
| CN109112299B (zh) | 一种应用于氧化锰矿生物还原浸出的装置及方法 | |
| CN101575185B (zh) | 甜菜废醪液复合物高效复合矿渣助磨剂及其生产方法 | |
| CN114644985B (zh) | 一种丝状真菌及其回收污泥中磷的方法 | |
| CN107119188B (zh) | 一种基于亚硝化菌还原-稀酸溶释浸提氧化锰矿中锰的方法 | |
| CN112661197B (zh) | 一种微生物催化制备聚合硫酸铁的装置和制备方法 | |
| CN210796253U (zh) | 一种污泥蒸压砖的工业化生产系统 | |
| CN111847915A (zh) | 一种使用微生物激发钢渣活性的方法 | |
| CN109650641A (zh) | 一种有效处理苏氨酸发酵工业废水的环保工艺 | |
| CN109455989A (zh) | 一种使用建筑垃圾制备板材的方法 | |
| CN103409325A (zh) | 一种利用微生物从电解锰矿废水中回收锰离子的方法 | |
| CN108640446B (zh) | 一种复合有机酸赤泥脱碱剂及赤泥脱碱方法 | |
| CN113800791A (zh) | 一种胶凝材料及其制备方法及其应用 | |
| CN110092529A (zh) | 利用菌株酵解氨基酸发酵废水的工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |