CN114644465A - 一种钢渣改质剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金固废资源化利用技术领域，提出了一种钢渣改质剂及其应用，其中，钢渣改质剂包括以下重量份的组分：活性高岭土32‑50份，煤矸石15‑23份，赤泥7‑10份，硅藻土1‑5份，钢渣改质剂用于钢渣改质，钢渣改质剂与钢渣的质量比为3‑4：20。通过上述技术方案，解决了现有技术钢渣中游离氧化钙含量高、钢渣体积安定性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及冶金固废资源化利用技术领域，具体的，涉及一种钢渣改质剂及其应用。
背景技术
钢渣是炼钢过程的副产品之一，其产率约为粗钢产量的10%-20%，钢渣的堆积量逐年正常，不仅严重占用有限的土地资源、污染水与土壤，同时也是一种巨大的资源浪费。有效利用钢渣对于钢铁企业能源高效利用具有十分重要的意义。
钢渣得到有效利用的一个前提是其体积安定性良好，而影响体积安定性的主要原因是钢渣中的游离氧化钙含量较高，而游离氧化钙发生水化反应造成钢渣体积膨胀，因此，如何降低钢渣中游离氧化钙（f-CaO）的含量以提高其体积安定性是当下急需解决的问题。
发明内容
本发明提出一种钢渣改质剂及其应用，解决了现有技术钢渣中游离氧化钙含量高、钢渣体积安定性差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种钢渣改质剂，包括以下重量份的组分：
活性高岭土32-50份，煤矸石15-23份，赤泥7-10份，硅藻土1-5份。
作为进一步的技术方案，所述活性高岭土为第一活性高岭土和第二活性高岭土质量比为2.3-3.5：1的混合物，所述第一活性高岭土由高岭土经600℃焙烧得到，所述第二活性高岭土由高岭土经1000℃焙烧得到。
作为进一步的技术方案，所述活性高岭土为第一活性高岭土和第二活性高岭土质量比为3：1的混合物。
作为进一步的技术方案，所述煤矸石的粒径为2.36~4.75mm。
作为进一步的技术方案，所述赤泥为烧结法赤泥和/或拜耳法赤泥。
作为进一步的技术方案，所述赤泥为拜耳法赤泥与烧结法赤泥质量比为6-9：1的混合物。
本发明还提出了一种钢渣改质剂的应用，所述的钢渣改质剂用于钢渣改质。
作为进一步的技术方案，所述钢渣改质中，钢渣改质剂与钢渣的质量比为3-4：20。
作为进一步的技术方案，所述钢渣改质的方法包括以下步骤：将所述钢渣改质剂与液态钢渣混合，得到混合料，将混合料在1405-1510℃下反应10-15min，得到改质钢渣。
作为进一步的技术方案，所述改质钢渣中f-CaO含量＜0.5%。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，钢渣改质剂包括活性高岭土、煤矸石、赤泥和硅藻土，利用钢渣改质剂中含有的氧化硅、氧化铝和碳与钢渣中的f-CaO、FeO反应生成性能稳定且具有胶凝活性的硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、铁铝四钙等，从而使改质钢渣中f-CaO的含量降低至＜0.5%，从而提高了改质钢渣的安定性，有效解决了现有技术钢渣中游离氧化钙含量高、钢渣体积安定性差的问题。
2、本发明中，钢渣改质剂中，先通过焙烧活化高岭土，通过将在不同温度下焙烧得到的活化高岭土混合，在与钢渣混合后，可以充分发挥高岭土中活性铝和活性硅的作用，从而提高钢渣改质剂对钢渣的改质效果。
3、本发明中，钢渣改质剂中，通过调整拜耳法赤泥和烧结法赤泥的质量比，一方面，拜耳法赤泥和烧结法复配，进一步提高了钢渣改质剂对钢渣的改质效果；另一方面，拜耳法赤泥还能在改质钢渣混合到水泥后更大程度的激发改质钢渣的胶凝活性，从而显著提高水泥的抗压强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
下述实施例及对比例中，煤矸石为原状煤矸石经破碎筛分得到，其粒径为2.36~4.75mm；
第一活性高岭土由高岭土经600℃焙烧得到，具体步骤如下：将高岭土原粉放入坩埚，转移到马弗炉中，按照5℃/min速率升温到600℃，保温焙烧2h，然后降至室温，得到第一活性高岭土；
第二活性高岭土由高岭土经1000℃焙烧得到，具体步骤如下：将高岭土原粉放入坩埚，转移到马弗炉中，按照5℃/min速率升温到1000℃，保温焙烧2h，然后降至室温，得到第二活性高岭土；
液态钢渣为转炉出渣；
改质钢渣中f-CaO含量按照行标YB/T140-1998 钢渣化学分析方法中规定的乙二醇法测定。
实施例1
一种钢渣改质剂，包括以下重量份的组分：
第一活性高岭土23份，第二活性高岭土10份，煤矸石15份，烧结法赤泥10份，硅藻土1份；
钢渣改质剂应用时，将钢渣改质剂与液态钢渣按质量比3：20混合，得到混合料，然后将混合料在1405-1510℃下反应15min，得到改质钢渣，改质钢渣中f-CaO含量为0.47%。
实施例2
一种钢渣改质剂，包括以下重量份的组分：
第一活性高岭土31份，第二活性高岭土10份，煤矸石23份，拜耳法赤泥7份，硅藻土5份；
钢渣改质剂应用时，将钢渣改质剂与液态钢渣按质量比3：20混合，得到混合料，然后将混合料在1405-1510℃下反应15min，得到改质钢渣，改质钢渣中f-CaO含量为0.44%。
实施例3
一种钢渣改质剂，包括以下重量份的组分：
第一活性高岭土36份，第二活性高岭土12份，煤矸石20份，拜耳法赤泥8份，硅藻土3份；
钢渣改质剂应用时，将钢渣改质剂与液态钢渣按质量比3：20混合，得到混合料，然后将混合料在1405-1510℃下反应15min，得到改质钢渣，改质钢渣中f-CaO含量为0.42%。
实施例4
一种钢渣改质剂，包括以下重量份的组分：
第一活性高岭土23份，第二活性高岭土10份，煤矸石15份，拜耳法赤泥9份，烧结法赤泥1份，硅藻土1份；
钢渣改质剂应用时，将钢渣改质剂与液态钢渣按质量比3：20混合，得到混合料，然后将混合料在1405-1510℃下反应15min，得到改质钢渣，改质钢渣中f-CaO含量为0.37%。
实施例5
一种钢渣改质剂，包括以下重量份的组分：
第一活性高岭土31份，第二活性高岭土10份，煤矸石23份，拜耳法赤泥6份，烧结法赤泥1份，硅藻土5份；
钢渣改质剂应用时，将钢渣改质剂与液态钢渣按质量比3：20混合，得到混合料，然后将混合料在1405-1510℃下反应15min，得到改质钢渣，改质钢渣中f-CaO含量为0.36%。
实施例6
一种钢渣改质剂，包括以下重量份的组分：
第一活性高岭土31份，第二活性高岭土10份，煤矸石23份，拜耳法赤泥6份，烧结法赤泥1份，硅藻土5份；
钢渣改质剂应用时，将钢渣改质剂与液态钢渣按质量比1：5混合，得到混合料，然后将混合料在1405-1510℃下反应10min，得到改质钢渣，改质钢渣中f-CaO含量为0.36%。
对比例1
一种钢渣改质剂，包括以下重量份的组分：
高岭土33份，煤矸石15份，烧结法赤泥10份，硅藻土1份；
其中，煤矸石的粒径为0.1-0.2mm；
钢渣改质剂应用时，将钢渣改质剂与液态钢渣按质量比3：20混合，得到混合料，然后将混合料在1405-1510℃下反应10min，得到改质钢渣，改质钢渣中f-CaO含量为1.08%。
先将实施例1-6及对比例1得到的改质钢渣分别粉磨至比表面积为450-500 m2/kg，然后再分别与再与硅酸盐水泥按质量比3：7在干燥状态下混合，然后按水灰比1：1加水搅拌混合，然后按照 GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》中固定的方法测试混凝土在28天的抗压强度，结果见下表：
表1 实施例1-6及对比例1的改质钢渣用在水泥中的28d抗压强度测试结果
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例1 |
| 抗压强度（MPa） | 53.2 | 54.7 | 55.2 | 55.3 | 54.9 | 55.1 | 46.5 |
从上表中数据可以看出，与单独加入烧结法赤泥相比，拜耳法赤泥的加入，显著提高了混凝土的抗压强度。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢渣改质剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
活性高岭土32-50份，煤矸石15-23份，赤泥7-10份，硅藻土1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种钢渣改质剂，其特征在于，所述活性高岭土为第一活性高岭土和第二活性高岭土质量比为2.3-3.5：1的混合物，所述第一活性高岭土由高岭土经600℃焙烧得到，所述第二活性高岭土由高岭土经1000℃焙烧得到。
3.根据权利要求2所述的一种钢渣改质剂，其特征在于，所述活性高岭土为第一活性高岭土和第二活性高岭土质量比为3：1的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种钢渣改质剂，其特征在于，所述煤矸石的粒径为2.36~4.75mm。
5.根据权利要求1所述的一种钢渣改质剂，其特征在于，所述赤泥为烧结法赤泥和/或拜耳法赤泥。
6.根据权利要求1所述的一种钢渣改质剂，其特征在于，所述赤泥为拜耳法赤泥与烧结法赤泥质量比为6-9：1的混合物。
7.一种钢渣改质剂的应用，其特征在于，如权利要求1-6任意一项所述的钢渣改质剂用于钢渣改质。
8.根据权利要求7所述的一种钢渣改质剂的应用，其特征在于，所述钢渣改质中，钢渣改质剂与钢渣的质量比为3-4：20。
9.根据权利要求7所述的一种钢渣改质剂的应用，其特征在于，所述钢渣改质的方法包括以下步骤：将所述钢渣改质剂与液态钢渣混合，得到混合料，将混合料在1405-1510℃下反应10-15min，得到改质钢渣。
10.根据权利要求9所述的一种钢渣改质剂的应用，其特征在于，所述改质钢渣中f-CaO含量＜0.5%。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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