[发明专利]一种以铁尾矿、电石渣、钢渣为主原料制备的掺合料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以铁尾矿、电石渣、钢渣为主原料制备的掺合料及其制备方法，属于固体废弃物资源化利用及建筑材料技术领域。该掺合料由活性材料与活性激发剂经混合、静压成型、煅烧、粉磨制得，掺合料由铁尾矿、电石渣、钢渣按干基质量比50～55：45～50：10～15组成，活性激发剂为盐激发剂和表面活性剂，盐激发剂由活性材料总质量的1～1.5%的硫酸钠和1.5～2.5%的硫酸钙组成，表面活性剂的添加量为活性材料总质量的0.1～0.3‰。本发明利用固体废弃物为原料、激发剂添加量较少，环保并利于掺合料的发展。同时，本发明的中热活化温度较低，生产成本低，并且工艺简单，达到了较高的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种以铁尾矿、电石渣、钢渣为主原料制备的掺合料及其制备方法，属于固体废弃物资源化利用及建筑材料技术领域。

背景技术

掺合料是在配制混凝土时，可以替代部分水泥作为胶凝材料，能改变新拌混凝土和硬化混凝土性能的一种无机矿物细粉。在国外，人们将这种矿物细粉称为辅助胶凝材料。目前，掺合料已成为高性能混凝土不可缺少的第六组分，它是以硅、铝、钙的一种或多种氧化物为主的材料。目前，以高炉矿渣、粉煤灰和硅灰等工业固废在制备的掺合料的研究技术较为成熟，其大部分技术以添加外加剂为主，而激发剂的种类较少，且价格相对较高，在加上不同体系的掺合料难以使用相同的激发剂，所以使得掺合料制备技术难以推广。

铁尾矿作为将原铁矿石破碎、筛分、研磨、分级、再经重选、浮选或氰化等选别工艺流程，选出有用铁等金属后的剩余部分。铁尾矿中除了含少量金属外，大部分为脉石矿物，少部分铁尾矿再次选铁，大部分难以利用。电石渣是来自于电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，属于国家Ⅱ类一般工业固体废弃物，其处理不仅要占用大量土地，还需要对其进行防渗透措施处理，成本高。电石渣制建材在企业虽有利用，但创造利润方面稍显不足，产业亟待创新。钢渣转炉炼钢过程中产生的杂质废渣，与水泥具有相同的矿物相，但成渣过程中，温度高，大部分矿物相的活性较低，在加上钢渣中的游离氧化钙含量高，难以大量利用，是目前难以处理的工业固废。

铁尾矿、电石渣和钢渣中均含有硅、铝、钙的一种或多种氧化物为主的材料，难以制备成水泥熟料，但适合制备成活性掺合料。我国把资源综合利用纳入生态文明建设总体布局，加大对固体废弃物的综合利用。但是利用率仍然较低，国内仍面临固体废弃物产量大、利用不充分、产品附加值低等问题。力争在2025年大宗固体废弃物的综合利用率达到60%。因此，本发明利用铁尾矿、电石渣和钢渣为原料，通过热活化生产活性掺合料，既符合国家的环保政策，又从源头解决这些危险固废带来的一系列危害，在加上本方法操作工艺简单，能够带来很好的经济效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一一种以铁尾矿、电石渣、钢渣为主原料制备的掺合料及其制备方法，通过将铁尾矿、电石渣、钢渣作为原料进行科学的配伍，通过热活化制备成活性掺合料，实现固废的利用，成本低，环保；工艺简单，易于操作。

为解决上述技术问题，本发明提出一种以铁尾矿、电石渣、钢渣为主原料制备的掺合料，掺合料由活性材料与活性激发剂制成，所述掺合料由铁尾矿、电石渣、钢渣按干基质量比50～55：45～50：10～15组成，活性激发剂为盐激发剂和表面活性剂，盐激发剂由活性材料总质量的1～1.5%的硫酸钠和1.5～2.5%的硫酸钙组成，表面活性剂的添加量为活性材料总质量的0.1～0.3‰。

所述铁尾矿的粒度为0.06～0.1mm、水分含量≤1%，电石渣的水分含量≤40%、粒度为5～10mm，钢渣的粒度过100方孔筛筛余量≤5%、水分含量≤1%。

所述表面活性剂为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙或十二烷基磺酸钠。

本发明所述的以铁尾矿、电石渣、钢渣为主原料制备的掺合料的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）原料预处理：分别取铁尾矿、电石渣、钢渣原料进行粉碎、干燥；