[发明专利]一种低成本钢渣碳化砖的制备方法

说明书

本发明提供一种低成本钢渣碳化砖的制备方法，首先将钢渣破碎和粉磨，分别得到颗粒粒径分布在0.1‑1mm之间的钢渣粉A、15‑30μm之间的钢渣粉B，钢渣粉B加水调至水料比为0.5‑1之间的浆液送至湿磨机湿磨得到中值粒径为2‑4μm的钢渣浆体C，按质量份数计，将90‑180份再生骨料、10‑30份钢渣粉A、30‑60份钢渣粉B和15‑40份钢渣浆体C搅拌，之后压制成型并采用10MPa的压强稳压2min后脱模，最后送入碳化养护箱中养护4‑6h得到碳化砖。本发明的制备工艺简单、生产周期短、成本低、固碳节能，制备的碳化砖力学性能优良，无体积安定性问题。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种低成本钢渣碳化砖的制备方法。

背景技术

钢渣是粗铁炼钢时排放的固体废弃物，我国钢铁产能在世界上排名第一，随之而来的是大量的钢渣排放。在中国，超过1亿吨的钢渣未能得到有效处理，这些钢渣露天堆积，不仅暂用土地，而且还会污染土壤和水体，给人类的健康带来严重的威胁。钢渣的主要化学成份是CaO 35-50％、SiO₂ 10-20％、MgO 2-15％、Fe₂O₃ 2-35％、MnO 1-5％、Al₂O₃ 1-4％、P₂O₅ 0.5-4％，主要的矿物成份为硅酸三钙(C₃S)、β型硅酸二钙(β-C₂S)，γ型硅酸二钙(γ-C₂S)、游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁(f-MgO)、FeO-CaO-MgO-MnO固溶体(RO相)、铁酸钙(CaO·Fe₂O₃)、铁酸二钙(2CaO·Fe₂O₃)、黄长石(CaO·Al₂O₃·2SiO₂)、氢氧化钙(Ca(OH)₂)、碳酸钙(CaCO₃)和少量的单质铁(Fe)。虽然钢渣的矿物组成和波特兰水泥熟料类似，有着“劣质水泥熟料”的称号，但是其水化活性远远低于水泥熟料，甚至不具备活性，原因有二，其一是具有水化活性的物质含量较少，惰性组分较多；其二是具有水化活性的C₃S、β-C₂S、γ-C₂S、f-CaO、f-MgO经过1500℃以上的高温熔融过程，形成的晶体颗粒尺寸粗大而且致密，水化能力极低。此外，钢渣中的f-CaO和f-MgO会带来严重的体积安定性问题，进一步限制其在建材中广泛应用。

钢渣碳化是指采用二氧化碳对钢渣进行处理以使其具备胶凝特性，同时解决体积安定性不良的技术手段。将钢渣资源化利用的同时还能固化二氧化碳，可谓一举两得。

中国专利CN 107879704 A公开一种复合钢渣碳化砖的制备方法，该专利首先将钢渣、煤油和助磨剂混合球磨后点燃，并冷却，得燃烧渣，经过一系列过程制成砖坯，随后将砖坯进行蒸压氧化，并用食醋熏蒸，再将熏蒸砖坯转入碳化箱中，才能得到钢渣碳化砖。该专利采用煤油占钢渣质量的10-25％，虽然这样的粉磨效率高，能提高钢渣的活性，但是煤油燃烧产生的CO₂以及钢渣中碳酸盐分解产生的CO₂大于钢渣所能吸收固化的二氧化碳，实质上是不低碳、不节能的。此外，该专利采用食醋熏蒸的方式促进钢渣中Ca²⁺的溶出，以提高的固化效率。但是食醋的成本较高，用食醋处理钢渣生产廉价的砖是不经济的。

中国专利CN 109574610 A公开一种利用钢渣高效制备低成本碳化砖的方法。该方法是的原材料主要为45％～100％钢渣，0％～30％脱硫石膏和0～50％细骨料，其中的脱硫石膏是烟气脱硫得到的工业副产石膏，是以石膏浆体排放的，而该专利在使用之前需要将其烘干到含水率为0-1％，此处烘干会消耗大量的能源。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：