[发明专利]一种高活性锰渣-矿渣复合微粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属类，涉及一种高活性锰渣-矿渣复合微粉的制备方法。

背景技术

现代建筑材料工业生产中，水泥是很重要的一类基础材料,水泥生产消耗大量的资源、能源。2012年中国水泥总产量达21.84亿吨,主要采用矿渣、粉煤灰等活性较好工业废渣来生产水泥，成本较高,活性较低的工业废渣利用率普遍较低。此外，水泥工业已经成为影响气候变化和环境污染的重要因素，水泥生产过程排放的大量CO₂成为温室气体的罪魁祸首,同时产生的SO₂, NO_x等有害气体也对空气质量产生了不利影响，对此问题不可忽视。

锰铁矿渣是一类特殊的矿渣，它是锰铁合金在高温冶炼过程中由所排放的熔渣经水急冷而形成的粒状颗粒，因氧化亚锰含量较高又称锰渣。锰铁矿渣经过水淬急冷后具备潜在水硬性和火山灰性，与矿渣、粉煤灰等工业废渣一样，具有应用开发的价值。锰渣数量约为锰铁合金产量的2-2.5倍，锰渣广泛分布于广西、湖南、辽宁、贵州等省区，目前全国锰渣年排量约2000万吨，至今累计堆积已超过1亿吨。锰渣除30%左右用于水泥混合材和回炉冶炼外，其他70%作堆填处理，按此估计全国当年锰渣净排放量约为1400万吨。随着经济的发展，锰渣排放造成的系列社会、经济和环境问题开始凸现出来，一方面堆填占用大量的土地，增加企业成本，野外堆填则导致成片的“渣山”出现；另一方面，堆填锰渣中的Mn、Cr元素在雨水作用下很容易流失，污染水质。

矿渣是冶炼生铁时的副产品，高炉冶炼生铁时，熔剂矿物与铁矿石中的废矿熔化在一起，生成组成主要为硅酸钙（镁）和铝硅酸钙（镁）的熔融体，经水或空气急冷处理成为粒状颗粒。每生产1t生铁，将排渣0.3-1.0t。矿渣是一种具有潜在水硬性的材料，已经成为水泥工业活性混合材的重要来源。目前，我国钢铁工业排出的矿渣已经完全得到综合利用，甚至供不应求。部分地区S95级矿渣微粉的价格高达270元/吨，与42.5普通硅酸盐水泥价格接近，矿渣俨然成为一种供不应求的资源。将其用于混凝土中，对降低混凝土成本已无明显的优势。因此，开发替代矿粉的高活性复合微粉具有现实意义。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有矿渣供不应求、锰渣利用率不高的现状及水泥生产所造成的气候和环境问题，提供一种以锰渣、矿渣为主要原料，掺加少量水泥熟料的高活性锰渣-矿渣复合粉的制备方法。

具体步骤为：

(1)原料由锰渣微粉、矿渣微粉和水泥熟料组成，各组分质量百分比含量如下：锰渣50～80%、矿渣10～40%、水泥熟料5～15%； 

(2)分别将锰渣、矿渣烘干至含水率小于1%，分别放入球磨机中粉磨，将两者均磨至比表面积400～600㎡/Kg；将水泥熟料粉磨至比表面积为400～500㎡/Kg；将粉磨合格的物料分别密封储存、静置24小时，待用。

(3)将步骤（2）制备好的物料按照步骤（1）配比置于混料机中混料，混合均匀即得高活性锰渣-矿渣复合微粉。

本发明采用水泥熟料对锰渣、矿渣进行激发，所制得的复合粉活性指数能达到S95级以上。将锰渣、矿渣、水泥熟料各组分全部分别粉磨，密封保存，根据所需复合粉活性指数高低，将三者选择不同比例配合，配制完成的锰渣—矿渣复合粉可以作为成品直接用作水泥混合材或高性能混凝土掺合料。

具体实施方式

实施例1：

(1) 各物料按重量百分比配料，锰渣80%，矿渣10%，水泥熟料10%；锰渣比表面积为550㎡/Kg，矿渣比表面积为500㎡/Kg，水泥熟料比表面积为480㎡/Kg，将粉磨合格的物料按照上述配料比例进行混合至均匀即得高活性锰渣-矿渣复合微粉。

参照矿粉活性指数测定方法，将高活性锰渣-矿渣复合微粉与基准水泥按1:1比例配比进行活性试验。所制备的高活性锰渣-矿渣复合微粉的7d活性指数为79.2%，28d活性指数达98.4%。

实施例 2：

(1)各物料按重量百分比配料，锰渣占70%，矿渣22%，水泥熟料8%；锰渣比表面积为500㎡/Kg，矿渣比表面积为450㎡/Kg，水泥熟料比表面积为500㎡/Kg， 将粉磨合格的物料按照上述配料比例进行混合至均匀即得高活性锰渣-矿渣复合微粉。

参照矿粉活性指数测定方法，将高活性锰渣-矿渣复合微粉与基准水泥按1:1比例配比进行活性试验。所制备的高活性锰渣-矿渣复合微粉的7d活性指数为80.4%，28d活性指数达101.5%。

实施例3：