一种钢渣高温改性方法
【专利摘要】一种用富硅质材料对转炉钢渣进行高温改性，并磁选分离除铁获得活性水泥熟料的方法，属于转炉钢渣应用【技术领域】，主要用于水泥、混凝土方面。本发明包括如下几个步骤：添加富硅质材料的钢渣在1500℃煅烧发生重构反应，于1250℃高温取样并急冷，然后再进行磁选分离除铁。消解了游离氧化钙(f-CaO)，提高了钢渣体积安定性；分解了铁酸二钙(C2F)，且磁选分离出部分含铁矿物；提高了钢渣尾渣中活性矿物硅酸二钙(C2S)的含量，并获得了含铁量较高的炼铁用材料。
【专利说明】一种钢渣高温改性方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢渣高温改性方法，主要涉及一种转炉钢渣高温改性并磁选分离除铁获得活性水泥熟料的方法。
【背景技术】
[0002]目前，转炉钢渣的大量排放与堆积，已造成严重的土地、环境污染，以及资源的浪费。钢渣中含有胶凝性硅酸盐矿物硅酸三钙(C3S)和硅酸二钙(C2S),因此开辟了钢渣在水泥、混凝土方面的应用。但钢渣中硅酸盐矿物含量很少，且晶粒较大、结构致密，水化和胶凝活性差，因此其活性远低于水泥熟料，而钢渣中铁酸二钙(C2F)和RO相的存在使得钢渣的易磨性变差，游离氧化钙(f-CaO)会导致钢渣水泥膨胀、开裂等体积安定性不良的问题。
[0003]针对钢渣体积安定性不良和胶凝活性不足等问题，国内外学者已研究出不少解决方法。一些传统的后端技术，如旨在提高钢渣活性的化学激发、物理激发和热力激发，但由于钢渣本身硅酸盐矿物含量不足，激发活性后的钢渣仍不能满足水泥强度的要求。最新研究的钢渣高温重构改性技术，是将钢渣与性能调节材料混合高温重熔，通过重新反应来调节钢渣的矿物成分，但由此改性的钢渣最多只能代替30~50%的水泥熟料，且掺加改性钢渣的水泥强度不如纯水泥熟料的强度高。可见目前的研究，仍没有实现钢渣活性的显著提闻，及在水泥中的大量应用。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种用富硅质材料对钢渣高温重构改性后，再进行磁选分离除去含铁物相，进而获得高活性易磨水泥熟料的方法。富硅质材料的加入，在固定f-CaO和夺取C2F中CaO的同时还可生成活性矿物C2S或C3S,通过磁选将改性钢渣中含铁磁性矿物分离出来。磁选后尾渣中硅酸盐矿物所占比例进一步提高，且磁选出的磁性物质含铁量高，可作为炼铁原料使用。本发明实现了最大限度利用转炉钢渣的目的。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006]在实验室内，将钢渣与富硅质材料粉磨混合，在高温煅烧中重新发生反应，使之生成更多的硅酸盐矿物。之后再将重构改性钢渣进行破碎、磨细、磁选，将含铁矿物分离出来，从而可以达到提高钢渣尾渣体积稳定性和胶凝活性的效果。
[0007]发明特点
[0008]1.高温下，利用富硅质材料对钢渣的化学成分和矿物成分进行调节，提高钢渣的体积稳定性和胶凝活性，减少了后期钢渣的处理加工工艺。
[0009]2.所添加富硅质材料中的SiO2，不仅可以固定f-CaO，还可夺取C2F中的CaO，生成新的含铁物相和更多的C2s。同时实现了降低f-CaO和C2F含量、提高活性矿物硅酸盐含量的目的。
[0010]3.在钢渣改性后增加磁选工艺，通过磁选选出钢渣中含铁物相，将大量铁分离出，进一步提高改性钢渣中活性矿物硅酸盐含量，且磁选出含铁量高的物质还可用作炼铁原料使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1实施例1改性渣的XRD图谱；
[0012]图2原钢渣与掺8% S12的改性渣的磁性对比；
[0013]图3 (a)磁选尾渣XRD图谱(b)磁选精渣XRD图谱；
[0014]图4实施例2改性渣的XRD图谱；
[0015]图5原钢渣与掺15%粉煤灰的改性渣的磁性对比；
[0016]图6 (a)磁选尾渣XRD图谱(b)磁选精渣XRD图谱。
【具体实施方式】
[0017]以下是本发明的实施例:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实验室实施方式，表1给出了实施例中涉及的钢渣、粉煤灰的化学组成。
[0018]表1钢渣及粉煤灰的化学成分Wt%
[0019]
【权利要求】
1.一种钢渣高温改性方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将钢渣和富硅质材料改性剂加入反应炉中，升温到1300~1600°C，煅烧20~30min ； (2)然后降温到1100~1300°C，进行保温1.5~2.5h，保温结束后将钢渣取出，放入水中急冷，使渣样由1100~1300°C迅速冷却到室温； (3)将取出的钢渣进行粉磨并磁选，采用磁选管将含铁矿物磁选出来，得到含铁矿物，并且得到磁选后钢渣尾渣，其为具有活性水泥熟料的钢渣尾渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢渣为转炉钢渣，富硅质材料改性剂中 SiO2含量不低于 50%，其他杂质含量Al203〈30%,CaO<4%、Fe203〈5%、P205〈1 %、MgO〈l%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，富硅质材料改性剂的质量占钢渣质量的8%~15%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将取出的钢渣进行粉磨后得到的钢渣，其粒度为200目以上的含量大于70%，磁选工艺的磁场强度为0.148~0.176T。
【文档编号】C04B7/147GK104016600SQ201410276645
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】杨景玲, 张梅, 卢忠飞, 郭敏, 张亮亮, 黄世烁, 刘诗诚, 彭犇, 郭冉, 李晋岩 申请人:中冶建筑研究总院有限公司, 北京科技大学, 中冶节能环保有限责任公司