[发明专利]一种低活性转炉热泼钢渣胶凝活性激发剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种低活性转炉热泼钢渣胶凝活性激发剂及其制备方法。所述低活性转炉热泼钢渣胶凝活性激发剂包括以下组分：复合醇胺、有机醇胺盐酸盐、氨基羧酸盐、无机电解质、多元醇和水。本发明的低活性转炉热泼钢渣胶凝活性激发剂原料组分安全环保，制备方法简便，掺加量低，性能稳定且适应性好，可显著提升低活性转炉热泼钢渣的胶凝活性，极大促进低活性转炉热泼钢渣在水泥和混凝土中的应用，助力实现钢渣整体的“零排放”。

技术领域

本发明涉及冶金工业废渣建材资源化利用技术领域，尤其涉及一种低活性转炉热泼钢渣胶凝活性激发剂及其制备方法。

背景技术

钢渣是炼钢过程中排出的废渣，约占钢产量的10％～15％。目前市场上每年钢渣排放超过1亿吨，钢渣累积堆存量已超过10亿吨。由于钢渣成分复杂、质量波动大、安定性不良、活性低等原因，目前钢渣综合利用率不足30％。钢渣的大量堆存不仅占用土地、造成资源浪费，还带来了严重的环境和安全问题。当前响应国家政策号召，须要积极推动钢渣及尾渣深度研究、分级利用、优质优用和规模化利用，推广技术先进、能耗低、耗渣量大、附加值高的产品，全面实现钢渣“零排放”。由此可见，钢渣的资源化利用迫在眉睫。

钢渣通常根据炼钢所用炉型分为转炉钢渣、电炉钢渣和平炉钢渣。由于炼钢炉型、原料、钢种的不同使得钢渣中各种成分、矿相和含量存在差异，有时相差悬殊。不同于国外处置的钢渣50％以上是短流程长周期的电炉钢渣，目前我国大部分钢厂产生的钢渣以长流程短周期的转炉钢渣为主、占到90％以上。转炉钢渣在出炉后需经适当的冷却处理才能后续利用，热泼法是现如今国内钢厂运用较多、较为普遍的一种钢渣处理方法。该方法工艺成熟，对于钢渣的物理状态无特殊要求，具有冷却时间短，处理量大，便于机械化生产的特点，且该方法处理的钢渣稳定性较好，为钢渣的资源化利用奠定了良好基础。

转炉热泼钢渣的主要成分是CaO、Fe₂O₃、SiO₂、MgO、Al₂O₃，含有一定的硅酸盐、铝酸盐及铁铝酸盐等矿物相，其碱度往往比电炉钢渣的大，因而由化学成分和碱度决定的矿物相也与电炉钢渣区别较大。转炉热泼钢渣的化学组成和矿物组成与硅酸盐水泥熟料类似，将其磨细成微粉后具有一定的胶凝活性，因此转炉热泼钢渣粉可以作为活性矿物掺和料用于水泥混凝土等建材中。但是转炉热泼钢渣在其形成过程及冷却处理过程中造成所含活性矿物相结构致密、晶粒粗大，且含有较多铁镁氧化物固溶相，因而转炉热泼钢渣的水化速度缓慢、活性较低，有的甚至无法达到二级钢渣活性标准要求，所以将其掺入到水泥及混凝土中往往强度较低，尤其是早期强度低，这严重制约了这种钢渣粉在水泥混凝土中的大规模利用。因此，当转炉热泼钢渣作为活性矿物掺和料使用时，如何从根本上改善其胶凝活性，是进一步推广钢渣资源化利用必须解决的问题。

目前，化学激发是提高胶凝材料活性的有效手段，在水泥混凝土领域具有广泛应用。有研究者提出通过加入一些有机物质和无机物质来激发钢渣活性的方法，但是用于水泥基材料中的激发剂种类复杂多样、激发效果也不尽相同，特别对不同炼钢炉型、处理方法、性能品质的钢渣其激发活化的效果也参差不齐，目前针对低活性转炉热泼钢渣而言功能性强且专用的活性激发剂鲜有报道。在实际应用中针对成分复杂的低活性转炉热泼钢渣仍然存在难以快速、高效及经济环保地激发其胶凝活性的问题，以至于很难确定最适合的激发剂和方法。因此，急需要寻找一种适合激发低活性转炉热泼钢渣的优化方法，开发高效且经济的活性激发剂，这不仅对实现低活性转炉热泼钢渣在建材中的大掺量高附加值利用具有重要意义，而且对于推进钢渣整体的“零排放”有积极促进作用。

发明内容

本发明实施例提供一种低活性转炉热泼钢渣胶凝活性激发剂，本发明提供的低活性转炉热泼钢渣胶凝活性激发剂的原料组分安全环保，方法简便，掺加量低，性能稳定且适应性好，可显著提升低活性转炉热泼钢渣的胶凝性能，极大促进低活性转炉热泼钢渣在水泥和混凝土中的应用，推动实现钢渣整体的“零排放”。