[发明专利]一种提高钢渣水化活性的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢渣处理技术领域，特别涉及一种提高钢渣水化活性的方法。

背景技术

钢渣是炼钢过程产生的废渣，中国2011年粗钢产量达到68 388.3万t，钢渣产生量约10 942.1万t，2010年钢渣综合利用率仅为21%。钢渣含有硅酸盐水泥熟料的胶凝性矿物：阿利特（A矿）、贝利特（B矿）、铁铝酸盐，能用作水泥混合材或水泥生料原料。钢渣还含有约30%RO相(二价金属氧化物固溶体)惰性矿物，过多掺入钢渣影响水泥的早期性能。现有的钢渣改性方法：1）强化粉磨的机械力活化、蒸气养护、加激发剂的化学活化。这需要额外的能耗或激发剂，仅仅是强化或加速钢渣中胶凝性矿物的水化，而对占钢渣中约30%的RO相几乎没有作用，因此该方法只能有限地改善钢渣或钢渣水泥的性能，不能从根本上克服钢渣活性低的缺陷。2）钢渣高温重构技术。排渣时向熔融态钢渣中加入组分调节料，使两者发生化学反应以生成活性矿物。实施该技术不仅影响炼钢生产，而且固、液组分混合不均匀，盛渣容器边角残留未反应的粉料。钢渣中RO相在高温重构过程中或保留原来的结构，或转变为新的惰性矿物-镁铁尖晶石（MgFe₂O₄），甚至分解出危害水泥安定性的方镁石，而不能转变为活性矿物来改善钢渣的活性，钢渣28d活性指数仅提高4%-8%。总之，现有提高钢渣水化活性技术，没有涉及到处理钢渣中30%的RO相惰性矿物，不能从根本上解决钢渣水化活性低的问题，要使钢渣作为性能稳定和具有良好胶凝性的混合材而大规模应用，必须开发一种新的钢渣处理技术。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种提高钢渣水化活性的方法，将RO相从钢渣中分选出来，从而提高钢渣的水化活性，分选后得到的钢渣作为胶凝性矿物含量较高的建材原料。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种提高钢渣水化活性的方法，利用粉磨设备将钢渣加工成钢渣粉，然后利用重力、磁力或者静电场分选出其中的RO相。

所述钢渣粉的颗粒粒度小于65μm。

所述利用重力分选是在分散介质中将钢渣粉按粒度分级，切割粒径为r，30μm＜r＜45μm，大于r的为粗粒级，即RO相产品；小于r的为细粒级，即活性钢渣粉产品。

所述利用重力分选是在分散介质中将钢渣粉按照密度分级，RO相密度4.0～4.5g/cm³，伴生矿物密度≤3.28g/cm³，重组分即为RO相产品，轻组分即为活性钢渣粉产品。

所述利用重力分选是将钢渣粉在重力场和离心场中按沉降速率大小不同分级，钢渣粉颗粒在重力场中的沉降末速率u₁＝d²(p_s-p)g/(18μ)，钢渣粉颗粒在离心场中的沉降末速率u₂＝d²(p_s-p)ω²r/(18μ)。式中：d为颗粒粒径；P_s、P分别为颗粒、空气密度；μ为空气黏度；ω为颗粒在离心场运动角速率；r为旋转运动半径；g为重力加速度。RO相组分密度和粒度大，而伴生矿物密度和粒度小，则沉降速率大的物料为RO相产品，沉降速率小的物料为活性钢渣粉产品。

所述利用磁力分选是在背景磁感应强度约为0.774T的中磁场中进行分选，磁性精矿为RO相产品，非磁性的尾矿为活性钢渣粉产品。

所述利用静电场分选是在电势为－15～－18kV的高压静电选矿机中进行分离，导体矿物即为RO相产品，非导体矿物即为活性钢渣粉产品。

更佳地，一种提高钢渣水化活性的方法，利用粉磨设备将钢渣加工成钢渣粉，将钢渣粉进行重力分选，所得的活性钢渣粉经过磁力分选得到终活性钢渣粉产品；磁力分选获得的RO相与重力分选获得的RO相，选择如下两种分选方法之一进行提纯：

方法1，将混合的RO相物料利用静电场分选得到终RO相产品，并将所得的活性钢渣粉返回到钢渣粉原料，再次进行分选；

方法2，将混合的RO相物料进行二段粉磨，然后再经过磁力分选得到终RO相产品，并将所得的活性钢渣粉返回到钢渣粉原料，再次进行分选。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明首次提出通过分选RO相来提高钢渣的水化活性，通过实验证明，原钢渣粉、分选RO相后钢渣粉，粉磨到相同粒度水平，以钢渣粉：矿渣粉：石膏粉=35:60:5的比例配制成水泥，分选RO相钢渣粉配制水泥的终凝时间缩短5.5小时，28天抗压强度提高8.5MPa。