CN116854418A - 一种碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土及其制备方法与应用。本发明利用钢渣作为原材料，在压力‑湿法条件下与工业废气进行处理制备硫化钢渣与碳化钢渣，将硫化钢渣和碳化钢渣进行细磨后制备胶凝材料，可完全取代水泥作为胶凝材料，并添加碳化钢渣作为骨料，经热烟气养护制备混凝土，可用作免烧砖的原料，本发明利用全工业污染物作为主要组分，有效解决当前工业废渣、废气和废热协同处置的困难，实用性强，环境效益高。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土及其制备方法与应用。
背景技术
钢渣是冶金行业产生的大宗固体废弃物，其产量占钢铁总产量的15%-20%，但利用率很低，通常作为固体废弃物填埋或露天堆放，这不仅占用了土地资源，而且由于钢渣的高碱性，严重影响自然环境和对人类健康造成了严重危害，亟需开发新技术对钢渣进行环保资源化利用。将钢渣研磨成细填料，然后用作水泥生产或混凝土外加剂的原材料，是目前钢渣资源化利用得主要方式。此外钢渣还可以作为补充胶凝材料。然而，钢渣存在很多缺点，如可磨性差，相对较差的水化活性和火山灰性能，显著限制了其在建筑材料中的使用。钢渣还存在安定性不良的问题，这是由于其中含有游离氧化钙(f-CaO)，在后期水泥基材料使用过程中与水和CO2发生反应膨胀和开裂，成为钢渣资源化利用的主要障碍之一。化石燃料燃烧过程种排放的SO2和CO2，不仅污染环境而且增加温室气体效应。因此，探索利用显碱性钢渣湿法捕集废气中SO2和CO2，生成硫化-碳化钢渣兼顾钢渣的安定性和活性，并再利用到建筑材料行业具有越来越重要的意义。在前期的研究中，发明人对钢渣的利用进行了尝试，如，利用钢渣颗粒湿法捕集废气中SO2和CO2，消除安定性后作为骨料添加水泥后制备透水砖，另外，发明人还利用钢渣进行碳化后制备低等级胶凝材料，并对相关技术申请专利进行了保护。
砖是一类建筑和/或路面基础材料，其应用场景广泛，使用量巨大，对制备成本较为敏感。免烧砖制备省去了高温加热过程，降低了制备过程能耗和高温加热成本。然而，免烧砖一般采用大比例的水泥作为粘结料，砂子、碎石等天然材料作为骨料，原料成本相对较高，影响了产品经济性及其市场竞争力。
总体而言，目前将钢铁行业生产过程中排放的废渣，以及工业废气和废热协同处置的工艺较少，或者是在处置过程中整个工艺仅侧重于废渣或废气或废热单一场景。有必要对现有技术进行改进，提高工业固废、废热的综合利用，降低天然原料和燃料的使用，对保护生态环境，实现节能减排具有积极意义。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土及其制备方法与应用，具体的，本发明利用钢渣作为原材料，在压力-湿法条件下与工业废气进行处理制备硫化钢渣与碳化钢渣，将硫化钢渣和碳化钢渣进行细磨后制备胶凝材料，可完全取代水泥作为胶凝材料，并添加碳化钢渣作为骨料，经热烟气养护制备混凝土，可用作免烧砖的原料，本发明利用全工业污染物作为主要组分，有效解决当前工业废渣、废气和废热协同处置的困难，实用性强，环境效益高。
具体的，本发明碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，包括如下步骤：
1）对钢渣颗粒进行筛分，得钢渣备用；
2）对工业废气进行脱销、除尘处理得热含硫含碳废气，并进行SO2和CO2含量检测；
3）取部分钢渣在压力-湿法条件下对热含硫含碳废气进行脱硫处理，得硫化钢渣与热含碳废气，将硫化钢渣进行细磨，得硫化钢渣细粉；
4）取另一部分钢渣在压力-湿法条件下对热含碳废气进行脱碳处理，得碳化钢渣与热净化烟气，取部分碳化钢渣进行细磨，得碳化钢渣细粉；
5）按重量比取碳化钢渣细粉、硫化钢渣细粉、碳化钢渣、外加剂、水搅拌混合均匀，成型，利用热净化烟气进行养护，即得钢渣基热烟气养护混凝土。
利用本发明方法制备得到的硫化钢渣细粉和碳化钢渣细粉作为胶凝材料，可满足制备混凝土的力学性能和耐久性的技术要求，经过热净化烟气的热养护，可完全替代水泥制备混凝土制品。现有技术中制备碳化钢渣粉的方法为将钢渣颗粒进行研磨成钢渣粉后进行碳化，本发明研究表明，采用本发明钢渣颗粒经硫化和碳化后，再进行粉磨至胶凝材料粒度的硫化钢渣细粉和碳化钢渣细粉活性优于现有技术先粉磨再碳化或者硫化的方式，因此，本发明制备得到的硫化钢渣细粉和碳化钢渣细粉可直接作为胶凝材料完全取代水泥，添加骨料则可直接制备混凝土。理所当然的，添加部分水泥与本发明具有相同发明构思的技术也应属于本发明的保护范畴。
优选的，步骤1）筛分后钢渣粒径为1-10mm。
优选的，步骤2）工业废气为燃煤电厂废气、水泥窑废气、钢铁厂高炉尾气的至少一种。
更有选的，步骤2）热含硫含碳废气温度为100±10℃, SO2占比0.01-0.05%，CO2占比8-20%，更有选的，SO2占比0.02%，CO2占比10%。
优选的，步骤3）和步骤4）压力-湿法条件采用盛放吸收液并设置进气管路、出气管路的加压装置。
优选的，所述吸收液为水，液固比为0.2-0.6，压力为0.1-1MPa。
优选的，步骤3）脱硫时间为5-15min，细磨采用球磨、气动磨的至少一种，硫化钢渣细粉粒径小于0.075mm，比表面积大于600m2/kg，游离氧化钙浓度0.2±0.1%。
优选的，步骤4）脱碳时间为60-120min，细磨采用球磨、气动磨的至少一种，碳化钢渣细粉粒径小于0.075mm，比表面积大于600m2/kg，游离氧化钙浓度1.0-1.5%。
本发明根据工业废气处理处理过程中脱销-除尘-脱硫-排放CO2的顺序，利用压力-湿法工艺接续处理工业废气中的SO2和CO2，制备得到硫化钢渣与碳化钢渣，实现了工业废气的精准化再利用。
优选的，步骤5）碳化钢渣细粉、硫化钢渣细粉、碳化钢渣质量比为70-90：25-30：350-500，外加剂和水适量，外加剂包括减水剂、缓凝剂、速凝剂的至少一种，其中，外加剂添加量可以为0。
优选的，步骤5）成型采用震动3-5min后进行压制成型。震动可以除去气泡并增加密实度。
优选的，步骤5）热净化烟气温度为60±5℃，养护时间为28d。本发明研究表明，热净化烟气中不但提供热环境加速胶凝材料水化，其仍然存在部分CO2，可进一步加强碳化，提高力学性能，最重要的是，可以降低混凝土体积膨胀率，提高混凝土制品体积稳定性。
本发明还涉及钢渣基热烟气养护混凝土，具体的，由上述制备方法制备得到。
本发明还涉及上述钢渣基热烟气养护混凝土的应用，具体的，所述混凝土为免烧砖。所述免烧砖可用作步道砖等。
本发明具有以下技术优势：
1. 钢渣的化学成分接近硅酸盐水泥，主要为硅酸钙盐类的矿物，这使得钢渣虽然可以用作水泥和混凝土生产的原料，但是钢渣水化活性差，后期缓慢水化，f-CaO会导致体积不稳定，在用作建筑材料之前需要长时间的老化和质量控制，本发明的混凝土以提高钢渣安定性为前提和基础，首先解决游离氧化钙的膨胀问题，将钢渣中的氧化钙和游离氧化钙部分转化为碳酸钙，使钢渣中游离氧化钙指标控制在国家标准以下，碳化钢渣使钢渣表面和内部的多孔结构被碳酸钙填充，通过提高碳化钢渣致密性以提高碳化钢渣的强度；碳化同时，二氧化碳与钢渣中硅酸二钙和硅酸三钙反应激发钢渣胶凝活性进一步提高碳化钢渣的强度，实现满足胶凝材料力学性能的要求。
2. 现有技术中脱硫剂常用石灰类原料，在脱硫过程中，工业废气中的SO2与浆液中的CaO、鼓风中的氧化气发生化学反应，形成二水石膏，采用脱水设备对脱硫塔中的石膏进行脱水进行再生，烟气则经过除雾器去水，换热器加热，再通过烟囱排放到大气中，本发明则利用钢渣颗粒进行脱硫，可以同步解决燃煤电厂废气中SO2的脱硫和CO2的减排问题，解决二水石膏处置经济成本过高、需要新建堆放场地的缺点，并利用处理后的钢渣作为主要原料制备混凝土，用于城市路面免烧砖，实现了钢渣和废气的资源化综合利用，极大程度上节约了钢渣和二水石膏堆放场的库容，从循环经济的角度解决了多大宗固体废物的综合利用问题，并且，本发明利用废气的热量对混凝土进行养护，激发胶凝材料活性，提高了工业废气的能源利用率。
3. 本发明利用钢渣湿法处理废气中SO2和CO2制备混凝土免烧砖，操作简单、条件要求少，可适用于大多数地区，适用性广，且相比于由其他技术制成的免烧砖来说，强度更好且原料成本更加低廉，可推广性强，由本发明的方法制得的免烧砖强度高，燃煤电厂废气60±5℃养护28d以后抗压强度大于25MPa，而且免烧砖可以实现脱硫和固碳，创造碳汇进一步降低免烧砖价格，实现了循环经济。
具体实施方式
为表征本发明的技术效果，利用本发明方法制备混凝土，并成型为免烧砖进行性能测试，试验过程中不添加水泥和外加剂，仅仅采用碳化钢渣细粉、硫化钢渣细粉、碳化钢渣和水作为原料，水胶比固定为0.5。实施例中碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，包括如下步骤：
1）对钢渣颗粒进行筛分，得1-10mm钢渣备用；
2）对燃煤电厂废气进行脱销、除尘处理得热含硫含碳废气，并进行SO2和CO2含量检测；
3）取部分钢渣在液固比0.5，压力0.8MPa的压力-湿法条件下对热含硫含碳废气进行脱硫处理10min，得硫化钢渣与热含碳废气，将硫化钢渣进行细磨，得硫化钢渣细粉；
4）取另一部分钢渣在压力-湿法条件下对热含碳废气进行脱碳处理100min，得碳化钢渣与热净化烟气，取部分碳化钢渣进行细磨，得碳化钢渣细粉；
5）按重量比取碳化钢渣细粉、硫化钢渣细粉、碳化钢渣、水搅拌混合均匀，震动4min后进行压制成型，利用热净化烟气进行养护28d，即得。
实施例1
混凝土免烧砖，由碳化钢渣细粉80份、硫化钢渣细粉25份、碳化钢渣质量比为450份组成。
经检测，混凝土28d抗压强度为25.6MPa，28d抗折强度为3.5MPa，体积膨胀率为0.022%。
实施例2
混凝土免烧砖，由碳化钢渣细粉90份、硫化钢渣细粉28份、碳化钢渣质量比为440份组成。
经检测，混凝土28d抗压强度为28.9MPa，28d抗折强度为4.9MPa，体积膨胀率为0.026%。
对比例1
免烧砖，由碳化钢渣细粉90份、脱硫石膏28份、碳化钢渣质量比为440份组成。
经检测，混凝土28d抗压强度为14.3MPa，28d抗折强度为2.2MPa，体积膨胀率为0.096%。
对比例2
免烧砖，由碳化钢渣细粉90份、硫化钢渣细粉28份、1-10mm级配碎石质量比为440份组成。
经检测，混凝土28d抗压强度为20.5MPa，28d抗折强度为2.4MPa，体积膨胀率为0.077%。
对比例3
该对比例中，碳化钢渣微粉和硫化钢渣微粉由钢渣颗粒先经粉磨至粒径小于0.075mm，比表面积大于600m2/kg，再分别进行碳化、硫化制得。
免烧砖，由碳化钢渣微粉90份、硫化钢渣微粉28份、碳化钢渣质量比为440份组成。
经检测，混凝土28d抗压强度为13.6MPa，28d抗折强度为1.5MPa，体积膨胀率为0.206%，试件养护28d后产生裂缝。
对比例4
该对比例中，压制成型后采用标准养护至28d进行性能检测。
免烧砖，由碳化钢渣细粉90份、硫化钢渣细粉28份、碳化钢渣质量比为440份组成。
经检测，混凝土28d抗压强度为17.2MPa，28d抗折强度为2.8MPa，体积膨胀率为0.066%。
最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，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方式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方式技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）对钢渣颗粒进行筛分，得钢渣备用；
2）对工业废气进行脱销、除尘处理得热含硫含碳废气，并进行SO2和CO2含量检测；
3）取部分钢渣在压力-湿法条件下对热含硫含碳废气进行脱硫处理，得硫化钢渣与热含碳废气，将硫化钢渣进行细磨，得硫化钢渣细粉；
4）取另一部分钢渣在压力-湿法条件下对热含碳废气进行脱碳处理，得碳化钢渣与热净化烟气，取部分碳化钢渣进行细磨，得碳化钢渣细粉；
5）按重量比取碳化钢渣细粉、硫化钢渣细粉、碳化钢渣、外加剂、水搅拌混合均匀，成型，利用热净化烟气进行养护，即得钢渣基热烟气养护混凝土。
2.根据权利要求1所述碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，其特征在于，步骤1）筛分后钢渣粒径为1-10mm。
3.根据权利要求1所述碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，其特征在于，步骤2）工业废气为燃煤电厂废气、水泥窑废气、钢铁厂高炉尾气的至少一种。
4.根据权利要求1所述碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，其特征在于，步骤3）和步骤4）压力-湿法条件采用盛放吸收液并设置进气管路、出气管路的加压装置。
5.根据权利要求4所述碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，其特征在于，所述吸收液为水，液固比为0.2-0.6，压力为0.1-1MPa。
6.根据权利要求1所述碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，其特征在于，步骤3）脱硫时间为5-15min，细磨采用球磨、气动磨的至少一种，硫化钢渣细粉粒径小于0.075mm，比表面积大于600m2/kg，游离氧化钙浓度0.2±0.1%。
7.根据权利要求1所述碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，其特征在于，步骤4）脱碳时间为60-120min，细磨采用球磨、气动磨的至少一种，碳化钢渣细粉粒径小于0.075mm，比表面积大于600m2/kg，游离氧化钙浓度1.0-1.5%。
8.根据权利要求1所述碳捕集钢渣基热烟气养护混凝土的制备方法，其特征在于，步骤5）碳化钢渣细粉、硫化钢渣细粉、碳化钢渣质量比为70-90：25-30：350-500，外加剂和水适量，外加剂包括减水剂、缓凝剂、速凝剂的至少一种。
9.钢渣基热烟气养护混凝土，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到。
10.根据权利要求9所述钢渣基热烟气养护混凝土的应用，其特征在于，所述混凝土为免烧砖。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6364929B1 (en) * | 1998-09-15 | 2002-04-02 | “Holderbank” Financière Glarus AG | Method for reprocessing steel slags and ferriferous materials |
| CN101851071A (zh) * | 2010-04-26 | 2010-10-06 | 首钢总公司 | 一种二氧化碳固定与钢渣微粉中游离氧化钙消解的方法 |
| CN109608150A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-12 | 北京科技大学 | 一种利用钢渣制备轻质碳化建材的方法 |
| CN113943142A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-01-18 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 一种热焖转炉钢渣为骨料的全固废混凝土及其制备方法 |
| CN114538867A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-05-27 | 湖南大学 | 一种利用碳化钢渣浆体制备水泥基材料的方法 |
| CN114804782A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-29 | 北京工业大学 | 一种利用水泥窑尾烟气制备的碳化钢渣建材制品及其方法 |
| CN114804802A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-29 | 中国大唐集团科技工程有限公司 | 一种利用工业废渣制备碳化砖的方法 |
| CN114950119A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-08-30 | 苏州博纽强新材料科技有限公司 | 工业烟气脱碳并协同制备钢渣砼的方法及得到的产品 |
| CN115259784A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-11-01 | 明正鹏达(天津)环保科技有限公司 | 一种基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法 |
| CN115340306A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-11-15 | 湖南大学 | 一种利用超重力捕获二氧化碳制备碳化钢渣的方法 |
| KR102505258B1 (ko) * | 2021-12-16 | 2023-02-28 | 정충의 | 제강슬래그로 부터 생성된 탄산칼슘을 이용한 이산화탄소 포집에 의한 건설자재 제조방법 |
-
2023
- 2023-09-04 CN CN202311127657.XA patent/CN116854418B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6364929B1 (en) * | 1998-09-15 | 2002-04-02 | “Holderbank” Financière Glarus AG | Method for reprocessing steel slags and ferriferous materials |
| CN101851071A (zh) * | 2010-04-26 | 2010-10-06 | 首钢总公司 | 一种二氧化碳固定与钢渣微粉中游离氧化钙消解的方法 |
| CN109608150A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-12 | 北京科技大学 | 一种利用钢渣制备轻质碳化建材的方法 |
| CN113943142A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-01-18 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 一种热焖转炉钢渣为骨料的全固废混凝土及其制备方法 |
| KR102505258B1 (ko) * | 2021-12-16 | 2023-02-28 | 정충의 | 제강슬래그로 부터 생성된 탄산칼슘을 이용한 이산화탄소 포집에 의한 건설자재 제조방법 |
| CN114538867A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-05-27 | 湖南大学 | 一种利用碳化钢渣浆体制备水泥基材料的方法 |
| CN114804802A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-29 | 中国大唐集团科技工程有限公司 | 一种利用工业废渣制备碳化砖的方法 |
| CN114804782A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-07-29 | 北京工业大学 | 一种利用水泥窑尾烟气制备的碳化钢渣建材制品及其方法 |
| CN115259784A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-11-01 | 明正鹏达(天津)环保科技有限公司 | 一种基于钢渣硫化碳化协同制备水泥基建筑材料的方法 |
| CN114950119A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-08-30 | 苏州博纽强新材料科技有限公司 | 工业烟气脱碳并协同制备钢渣砼的方法及得到的产品 |
| CN115340306A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-11-15 | 湖南大学 | 一种利用超重力捕获二氧化碳制备碳化钢渣的方法 |
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