[发明专利]一种利用熔融态高炉渣直接水泥化的方法

说明书

本发明的一种利用熔融态高炉渣直接水泥化的方法，工艺步骤为：(1)将熔融态高炉渣流入到涡流感应加热式高温还原炉中保温；(2)根据水泥成分要求，配入钙质原料、硅质原料、铁质原料等，高温均匀化；(3)组分调控后后熔融渣经风冷冷却、破碎、研磨直接成为水泥熟料；(4)风冷过程可以捕集热风用于炼铁过程的原料预热。该方法可实现高炉渣完全资源化利用，而且可以节省大量水资源和利用炉渣热能。

技术领域：

本发明属于高炉渣利用技术领域，具体涉及一种利用熔融态高炉渣直接水泥化的方法。

背景技术：

高炉渣是高炉炼铁过程中排出的渣工业固体废物，依矿石品位不同，每炼1吨铁排出0.3～1吨渣，矿石品位越低，排渣量越大。高炉溶渣可采用各种工艺加工成下列各种材料。我国通常是把高炉渣加工成水渣、矿渣碎石、膨胀矿渣和矿渣珠等。水渣是把热熔状态的高炉渣置于水中急速冷却的过程，主要有渣池水淬或炉前水淬两种方式。水渣作建材用于生产水泥和混凝土，由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料，可制成矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣混凝土等。矿渣碎石是高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较为致密的矿渣后，经过挖掘、破碎、磁选和筛分而得到的一种碎石材料。

为实现高炉渣的高效利用以及有价元素提取，我国进行了大量的研发工作，如王毅等人发明的“一种高炉渣与转炉渣综合利用的方法，申请号：CN201610045048.3”先将高炉渣粉末和转炉渣粉末充分混合搅匀，然后与盐酸反应：得到第一浸出液和第二固相物，然后从所述第二固相物中分离出得到硅胶；然后将第一浸出液与氢氧化钠反应得到第二浸出液和第二固相物，然后将所述第二固相物依次进行冲洗与烘干，得到钙铝基层状双氢氧化物产品。

熔融态高炉渣是炼铁生产过程中必不可少的副产物，其丰富的显热资源的回收利用是未来高炉渣处理过程中亟待解决的问题之一。李红等发明的“利用熔融高炉渣制备的透水砖及其制备方法，申请号：CN201710891647.1”由如下重量份数的原料制备而成：熔融高炉渣：70～85份；水泥：5～10份；白云石：10～20份，直接利用熔融高炉渣制备透水砖，由于熔融高炉渣未经过水淬处理工艺，既节约了大量冷却用水，又能高效、充分利用熔渣显热能量。高炉渣出渣温度达1400℃以上，每吨渣含有相当于60kg标准煤的热量.因此，做好高炉渣的余热回收和综合利用，是钢铁行业节能降耗的有效途径。

发明内容：

本发明的目的是为了充分利用熔融态高炉渣的矿物资源和显热能量，提供一种利用熔融态高炉渣直接水泥化的方法，即以高铁赤泥为原料，将熔融态高炉渣流入高温感应炉中高温下采用涡流搅拌方式配料调整组成，根据水泥成分要求配入水泥成分所需钙质原料、硅质原料等，高温均匀化，调整后熔融渣经冷却、破碎、研磨直接成为水泥熟料，利用高温炉渣的热量又省去了制备水泥熟料的过程。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用熔融态高炉渣直接水泥化的方法，包括以下步骤：

(1)将熔融态高炉渣流入到涡流搅拌式感应加热炉中，保温1～1.5h；

(2)根据水泥熟料成分要求，将熔融渣调整组分后，搅拌均匀化，并进行补热温度至1400～1550℃；

(3)调整组分后熔融渣经冷却至室温、破碎、研磨直接成为水泥熟料，满足普通硅酸盐水泥425#国家标准。

所述的步骤(1)中，采用涡流配料方式进行熔融态高炉渣加料，以解决配料加入难的问题。

所述的步骤(1)中，熔融态高炉渣包括化学组成及质量百分含量为：CaO 31～50％，SiO₂31～44％，Al₂O₃ 6～18％，余量为稀有金属及其他杂质，熔渣温度1400-1550℃。