[发明专利]一种提高钢渣样品碳化速率和性能的方法

说明书

本发明公开一种提高钢渣样品碳化速率和性能的方法，包括如下步骤：将待处理钢渣干燥、研磨和筛分，收集过筛后的原料，得到钢渣粉；将所述钢渣粉与粉煤灰和水混合，得到混合料；将所述混合料成型处理，得到钢渣试块，并将所述钢渣试块进行碳化养护。本发明的提高钢渣样品碳化速率和性能的方法，在一定程度上缓解了冶金渣大量堆放带来的土地资源浪费与生态环境污染问题，同时也减轻了CO₂的排放量的问题，促进了碳中和的实现；对钢渣和CO₂的资源化利用最终可以实现经济效益的增长。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种提高钢渣样品碳化速率和性能的方法。

背景技术

中国是钢铁生产的主要国家，目前中国每年钢铁的生产总量占到世界生产总量的50％左右，大量的钢铁生产量伴随着大量的钢渣的产生，中国作为钢铁生产的主要大国的同时也成为了钢渣废物的生产大国，自2016年中国每年的钢渣产量就超过了1亿吨，近10年来我国累计钢渣排放量达到了7亿吨。与其他国家相比，中国的钢渣利用率相对较低，其值低于30％。大量的钢渣堆存处置即浪费土地、矿产资源，又污染环境，企业还需要为此支付高昂的环保税。同时钢铁厂作为CO₂的主要排放源，每年来自钢铁厂的CO₂排放量占到了总CO₂排放的6-7％，地位仅次于发电厂和水泥厂。

目前钢渣的应用主要集中在道路基层填料、生产水泥的掺合料等领域，主要是利用钢渣中含有水硬性成分(β-C2S)，但这并没有完全发挥钢渣中产生强度的活性组分。钢渣中γ-C2S组分占比最大，但该组分并不具有水活性。与此同时，γ-C2S组分具有很强的碳化活性并且在短时间内迅速硬化，因此目前碳化钢渣制建筑材料引起了很大的关注。钢渣也是CO₂捕集和储存是一种有效的方法，钢渣中的钙组分和CO₂反应生成稳定的碳酸钙，起到了永久固碳的作用，减少了CO₂的排放和温室效应。

目前钢渣碳化生产低品位的钢渣砖已取得一定研究成果，但是碳化由外到内的反应特性使得钢渣制品表层过早致密化，限制了CO₂向制品内部的传输，导致内部反应程度较低，进而降低了钢渣制品的力学性能，限制了其应用领域。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中CO₂难以扩散到钢渣试块内部而导致的钢渣试块内部不易碳化，从而降低钢渣制品的力学性能的问题。

基于此，本发明提供如下技术方案：

一种提高钢渣样品碳化速率和性能的方法，包括如下步骤：

S101：将待处理钢渣干燥、研磨和筛分，收集过筛后的原料，得到钢渣粉；

S102：将所述钢渣粉与粉煤灰和水混合，得到混合料；

S103：将所述混合料成型处理，得到钢渣试块，并将所述钢渣试块进行碳化养护。

作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S102中，所述粉煤灰与所述钢渣粉的质量比为0～1：5，例如0，1：1，1：2，1：3，1：4，1：5及其任意组合的范围。

作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S102中，所述粉煤灰与所述钢渣粉的质量之和与所述水的质量之比为4：1～20：1。

作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S103中，所述碳化养护的条件为：采用纯度不小于99％的CO₂；和/或，压强为0.08MPa～0.12MPa，例如0.08MPa，0.1Mpa，0.12MPa及其任意组合的范围；和/或，碳化温度为20℃～25℃，例如20℃，21℃，22℃，23℃，24℃，25℃及其任意组合的范围；和/或，碳化时间为1h～24h，例如1h，2.5h，5h，7.5h，10h，12.5h，15h，17.5h，20h，22.5h，24h及其任意组合的范围。