[发明专利]一种利用多元固废提铁后尾渣制备复合胶凝材料的方法

说明书

本发明提出一种利用多元固废提铁后尾渣制备复合胶凝材料的方法，该方法包括以下步骤：不锈钢渣预处理，赤泥预处理，强磁磁选，钙质原料预处理，碳质原料预处理，硅质原料预处理，铝质原料预处理，压制成型，高温煅烧，湿法选矿，粉料3预处理，复合石膏预处理，水泥熟料预处理，减水剂的制备，复合胶凝材料的制备。该发明解决工业固废、农业固废和建筑固废无害化、减量化和资源化的难题，推进多固废协同利用和环境保护。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种利用多元固废提铁后尾渣制备复合胶凝材料的方法。

背景技术

赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的碱性浸出物，因其含有大量的Fe₂O₃而呈红褐色，其含水率高，属强碱性有害残渣.因矿石品位、技术水平和生产方法的不同，赤泥的产出量也不近相同，大约每生产1t氧化铝要排放1.0～1.8t的赤泥。据统计，我国赤泥年产量已达4000万吨以上。大量赤泥的堆积不仅占用大量土地，还对环境造成了严重破坏，引起地表及地下水污染、土壤碱化等问题。作为二次资源，对赤泥的综合利用主要包括三个方面:一是有价金属的提取和回收；二是建筑材料的制备；三是吸附材料的制备。虽然赤泥在这些领域已经得到广泛应用，但是与其产出量相比，我国赤泥的综合利用率还是相当低的，不及产出量的20％。

煤气化残渣是在煤气化过程中，气化炉内的煤颗粒在高温下快速分解，随着挥发分不断挥发，碳的石墨化程度不断加深而生成煤焦；然后氧气、蒸汽等气化剂扩散到颗粒内部进行气化反应，产生合成煤气；当煤焦颗粒达到破碎临界状态时，继续反应，煤焦颗粒开始破碎，经过均相及非均相反应，煤中矿物质等成分转变为熔渣，一部分熔渣附着在气化炉壁，以熔融态沿壁流入炉底后，经激冷凝固形成粗渣，其粒径较大；另一部分被气流带出，随合成气进入后续净化工序，形成颗粒较小的细渣，最终气化系统排出粗渣和细渣。

不锈钢渣是生产不锈钢时产生的副产品，高温产生后经冷却处理后形成的尾渣，每生产1t不锈钢约产生270kg尾渣。不锈钢渣主要分为电炉渣(ElectricArc Furnace，EAF)和氩氧脱碳渣(Argon Oxygen Decarburization，AOD)。EAF渣一般为黑色(含有铁氧化物)，碱度一般1.6左右，属于低碱度渣，颗粒较大，性质稳定，高温产生后经过冷却，呈块状。AOD渣金属含量较少，呈白色，碱度较高，一般达到2.0以上，高温冷却后，容易粉碎，颗粒较少。不锈钢渣，作为钢铁冶金过程中排放的工业废渣，其部分矿物组成也与水泥相近，可以考虑作为辅助胶凝材料。因此，一些研究者开始探索利用不锈钢渣来代替或者部分代替水泥制备胶凝材料。

如何将不锈钢渣、赤泥等废弃物进行有效利用，变废为宝，大大减轻环境污染，同时，还能实现重大的经济效益和社会效益，这一技术难题亟待人们去解决。

发明内容

本发明提出一种利用多元固废提铁后尾渣制备复合胶凝材料的方法，该发明既可以有效利用冶金固废(不锈钢渣、赤泥)中的有价金属，又可以实现工业固废、海洋固废和农业固废的协同利用，实现节能环保的目的，也能“以废治废”，减轻矿区、施工现场和农业生产环保压力的同时，为固体废弃物的资源化应用提供了新的方向，推动建筑生产向着“碳达峰、碳中和”的目标前进，实现建筑工业化与固废资源化协同高效发展。

本发明一种利用多元固废提铁后尾渣制备复合胶凝材料的方法，包括以下步骤：

S1、不锈钢渣预处理：将10～25mm颗粒的原状不锈钢渣放入碳化箱中碳化72～120h，再将碳化后不锈钢渣置入105℃烘干箱中鼓风干燥至恒重，而后采用颚式破碎机破碎至粒径为1～3mm颗粒，再放入球磨机粉磨至比表面积200-300m²/kg；

S2、赤泥预处理：将赤泥堆放晾干，使其含水量小于10～15％，而后于105℃烘干12h，取出后在干燥空气中冷却，采用行星式球磨机进行分散，使物料的比表面积达到400～550m²/kg；