[发明专利]用于处理和活化钢厂炉渣的方法

说明书

本发明涉及一种用于将钢厂炉渣(优选是LD炉渣)处理和活化为水泥工业用的水硬性复合材料的方法。在该方法中，对流体形式的钢厂炉渣进行冷却，使得它们最早在四小时后凝固。将凝固的钢厂炉渣粉碎到至少5500布莱恩到7000布莱恩的细度，并之后将粉碎的钢厂炉渣提供用作水泥工业用的水硬性复合材料。

技术领域

本发明涉及一种用于将钢厂炉渣(优选是LD炉渣)处理和活化为水泥工业用的水硬性复合材料的方法。

背景技术

在本发明的含义内，钢厂炉渣可以被认为是LD炉渣，例如电弧炉炉渣(EAFS)。

在钢铁生产中，在粗铁的生产期间，除了高炉炉渣之外还会产生钢厂炉渣，钢厂炉渣也被称为LD炉渣，因为它们是根据Linz-Donawitz工艺而熔化产生的。所述炉渣也称为BOF(碱性氧气炉)炉渣。LD炉渣具有一定含量的熟料相，其原则上也可以考虑用作复合水泥中的复合材料或复合物质。例如可存在有3％质量至8％质量的阿利特(C₃S，硅酸三钙)，10％质量至28％质量的贝利特(C₂S，硅酸二钙)，以及5％质量至40％质量的无定形玻璃相。

然而，还不可能对LD炉渣进行处理以使得可以使用所存在的熟料相和玻璃相的水力性质。由于这个原因，与粒化炉渣不同，LD炉渣目前并不用作水泥的复合材料，而是仅用作道路建设中的填料，并且在有限程度上也用作肥料。然而，因其它附加组分的原因，新的规定意味着不再可能继续这种用途，导致越来越多的LD渣被丢弃。然而，由于目前的欧盟环境法规，已经发现丢弃是有问题的，因为在某些情况下不再允许丢弃。

因此，原则上希望对存在于LD炉渣中的阿利特和贝利特熟料相进行处理，使得由此产生的产物可用作水泥工业用的复合材料。然而，根据既定的教科书中的观点，这是不可能的。例如，实验表明，在实验室球磨机中，研磨至3000布莱恩的LD渣在用作水泥中的复合材料时表现为几乎呈惰性。根据既定的观点，这被认为是由贝利特相的热成因所导致的，这应该导致非反应性的贝利特改性。

本申请人在国际申请PCT/EP2015/066348(该国际申请在本申请的申请日尚未公布)中指出，在LD炉渣被极细地粉碎(例如至大约11000布莱恩)的情况下，可以调节LD炉渣的水力势能，这是因为可以释放所存在的水力活性组分(例如贝利特)的至少一个晶面。

然而，这种精细研磨需要使用非常高的能量，因此从经济的观点出发，期望开发一种方法，该方法使得可以一种使用较少能量的方式将钢厂炉渣，特别是LD炉渣用作水泥工业用的水硬性复合材料。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于将钢厂炉渣处理和活化为水泥工业用的水硬性复合材料的方法，该方法可以节能高效的方式进行。

根据本发明，该目的通过一种具有权利要求1的特征的用于将钢厂炉渣(优选为LD炉渣)处理和活化为水泥工业用的水硬性复合材料的方法来实现。

在从属权利要求和说明书以及附图及其说明中详细阐述了本发明的有利实施例。

根据本发明的方法，对流体形式的钢厂炉渣(特别是基本上未经处理的炉渣)进行冷却，其中它们最早在4小时后固化，由此在凝固的钢厂炉渣中存在至少30％质量的矿物结晶贝利特相。随后，将凝固的钢厂炉渣粉碎至5500布莱恩到7000布莱恩之间的细度，其中贝利特相的晶体从周围的非反应性相中释放出来。最后，将由此粉碎的钢厂炉渣提供用作水泥工业用的水硬性复合材料。

在本发明的上下文中，“基本上未经处理的”可以理解为意味着钢厂炉渣或LD炉渣直接来自上游生产工艺，例如Linz-Donawitz工艺，而未经进一步处理。还应理解，不应存在任何添加的聚集体。

本发明基于彼此组合起作用的多个基本概念和发现。在上述发现(据此可以活化所存在的贝利特)的基础上，首先假设，将钢厂炉渣(特别是LD炉渣)粉碎(例如研磨)得越精细，则其水力凝固势能越大，因此它们可以更好地用作水泥工业用的复合材料。