[发明专利]一种提钛渣石灰稳定碎石材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种提钛渣石灰稳定碎石材料及其制备方法。所述材料由结合料、碎石、外加剂和水配置而成，其中，结合料和碎石质量比为20～40：50～70，结合料包括按照质量百分比计的：50～70％提钛渣，4～16％石灰，15～30％钢渣微粉，0～20％粉煤灰，碎石包括级配碎石或钢渣碎石；外加剂质量为所述石灰质量的4～6％，外加剂包括石膏、碳酸钠、水玻璃、硫酸钠和甲酸钙中的一种或多种；水的质量为结合料、碎石和外加剂在干燥状态下质量总和的4～18％。所述制备方法可采用上述的原料进行制备。本发明的有益效果可包括：原料价格低廉，成本低；可大量包括提钛渣在内的工业废渣；施工工艺简单、方便；材料强度增长快，可缩短工期，降低工程造价。

技术领域

本发明涉及道路材料领域和工业固废资源化领域，具体地，涉及一种可提高路面基层强度的提钛渣石灰稳定碎石材料及其制备方法。

背景技术

作为举世闻名的钒钛之都，攀枝花地区蕴藏着丰富的钒钛磁铁矿资源，其中TiO2储量高达1.3亿吨，占国内已知储量的90％以上，超过世界已探明储量的1/3，居国内首位。在攀钢现行冶炼工艺技术条件下，原矿中50％左右的钛资源进入到高炉渣中，形成了攀钢特有的含钛高炉渣，目前堆存量已达7000多万t，且每年仍以300多万t的速度增加，是攀钢，也是我国特有的二次钛资源。

为有效利用攀钢含钛高炉渣，自2004年起，攀钢即“高温碳化-低温选择性氯化”工艺对此重点研究推进，并于2009年成功建成中试线。但在回收其中钛资源的同时，产生了大量含氯尾渣—提钛渣，由于经过低温选择性氯化，渣中含2～7％左右的氯化物，远远超过现行行业标准中氯离子含量不高于0.06％(质量份数)的要求，故无法像普通高炉渣那样直接用于水泥及混凝土，只能堆放处理，堆积如山的提钛渣，不但占用了大量土地资源，不但占用着宝贵的土地资源，还对周边环境造成严重污染，给企业带来了巨大的环保压力，严重影响并制约了相关产业发展。

制约提钛渣资源化利用的关键问题是氯离子含量，常用方法为通过洗涤等方式对提钛渣中氯离子进行了去除处理，例如可通过多级水洗等方式来降低氯离子含量，但通过以上方式一方面增加了处理工艺，而且洗涤废液也要面临着处理问题。

在提钛渣大量堆积、污染环境的同时，国内交通建设事业也迎来了飞速发展，至16年底，国内高速公路通车里程已达13万公里。以四川省为例，截至2017年底，全省铁路营业里程近4000公里，公路总里程35万公里左右。根据四川省交通发展规划：2018年，已建和在建高速公路里程已达9785km，居西部地区首位。据中国交通网报道：2018年，四川省新改建干线公路1500公里，新改建农村公路1.6万公里，高速公路新开工里程近1000公里。

交通建设的飞速发展，需要大量的工程材料，而对天然材料的过度开采和利用，严重破坏了自然和生态环境，以石灰岩为例，据统计，按照现在的消耗速度，国内优质石灰岩资源的开采年限只有15年。巨大的耗用量，很多地方出现资源短缺，导致工程材料价格逐年上涨，并带动工程造价持续攀升，形成了破坏环境-价格增长-破坏环境的恶性循环，很大程度上影响了国内工程建设的发展。

国内外研究及应用结果表明：高炉渣是良好的筑路材料，国外如英、美等发达国家，接近一半以上的高炉渣用于道路工程建设，研究结果表明：攀钢提钛渣由于经过水淬处理，其中含有大量的非晶态物质，具有高火山灰活性，经过适当的激发剂激发后，具有较高的强度。

国内高等级公路建设中，二灰稳定碎石一度是国内高速公路基层中的典型结构，随着国家水泥产量增加及粉煤灰价格提高，目前国内道路基层以水泥碎石为主，对粉煤灰为代表工业固废的消耗越来越少。而随着环保压力的增加，一方面水泥价格不断攀升，另一方面，包括钢铁工业固废在内的大量工业固废则未能得到很好的利用，如能将其用于道路建设，不但可以消耗掉大量的钢铁工业固废材料，而且还能变废为宝，有效促进钢铁产业的健康发展。

虽然目前国内已有相关人员利用钢渣等工业废渣为原料用于道路基层建设，但尚未发现提钛渣用于道路工程的公开资料。

发明内容