[发明专利]一种钙铝组分高温重构制备高胶凝活性钢渣的方法及应用

说明书

本发明公开了一种利用钙铝组分高温重构钢渣及其制备方法及应用，包括以下步骤：将钢渣74％～83％、和钙调质料(石灰)11％～24％、铝调质料(铝矾土)2％～6％经干燥、破碎、粉磨，再混合制样进行煅烧，得到煅烧料，将所得煅烧料进行粉磨，制得所述高胶凝性钢渣熟料。本发明通过钙铝质组分对钢渣矿物组成进行重构，使钢渣Fe₂O₃、RO相等低活性矿物转变为硅酸二钙(C₂S)和铁铝酸盐(C₄AF)为主的高胶凝活性矿物相。矿物相的变化使钢渣水化活性得到改善，研究结果表明，使用本发明提供的制备方法所得钙铝组分重构钢渣28天抗压强度达42.9MPa，活性指数达91.3％。所得高活性钢渣可作为成品直接用作水泥混合材或高性能混凝土掺合料，提高钢渣的综合利用率，具有现实意义。

技术领域

本发明属于绿色建材技术领域，特别涉及一种钙铝组分高温重构制备高胶凝 活性钢渣的方法及应用。

背景技术

钢渣是炼钢的副产物，其产量约为粗钢产量的15％～20％，年排放量近亿吨。 我国现价段钢渣资源化利用率不足30％。提高钢渣的利用率不仅响应国家政策号 召，也可以减少和防止钢铁企业的钢渣堆放对生态环境的二次污染破坏。由于钢 渣中惰性矿物(RO相)的存在，严重影响着钢渣的胶凝活性，且部分钢渣中存 在一定含量的游离氧化钙(f-CaO)、氧化镁(f-MgO)等其它化学成分，钢渣经 过水化反应后体积容易膨胀，抑制了钢渣在水泥行业中的广泛应用。

现有提高钢渣活性的方式主要有机械粉末、化学激发、热力学活化及钢渣重 构技术。中国发明专利(CN106076574A)公开了一种生产钢渣超细微粉的球磨 机双闭路粉磨工艺，通过增大钢渣比表面积，提高其胶凝活性，但在机械粉磨过 程中钢渣微粉表面能逐渐增大，达到一定细度后呈团聚的趋势，粉磨效率大幅降 低，额外能耗巨大。中国发明专利(CN108516741A)公开了一种钢渣砂-秸秆灰 复掺砂浆及其制备方法，利用碱激发剂改善钢渣水化环境，但化学激发在实际工 程应用中对混凝土钢筋都有有一定的腐蚀情况，进而缩短建筑的使用寿命。中国 发明专利(CN103571983A)公开了一种转炉钢渣压蒸处理改性工艺及其应用， 利用压蒸的方法，促使钢渣中的玻璃体分解，激发钢渣的潜在活性，热力学活化 在大规模的钢渣利用上难度较大，可行性较低。中国发明专利(CN110218008A) 公开了一种含碳铁水对液态出炉钢渣进行除铁改性的方法，通过在钢渣中引入碳 元素，钢渣中RO相及含铁矿物中的金属铁还原成铁单质，此方法铁单质还原量 少，且不利于钢渣中胶凝矿物含量的增加。总之，现有提高钢渣胶凝活性的技术， 都只停留在对钢渣细度进行调控或对水化环境进行改善，并没有从根本上改变钢 渣的化学组成和矿物组成，将钢渣中RO相转化为胶凝活性矿物，提高钢渣胶凝 活性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种制备具有高胶凝性钢渣及其制备方法， 该方法从源头上调整钢渣的矿物组成，增加钢渣中硅酸二钙和铁铝酸盐相的矿物 含量，得到了具有高胶凝活性的钙铝组分重构钢渣。本发明还提供了钙铝组分重 构钢渣的应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种钙铝组分高温重构制备高胶凝活性钢渣的方法，包括以下 步骤：

将钢渣、铝矾土和石灰混合，在电阻炉中进行煅烧，得到煅烧料；

将所得煅烧料进行粉磨，得到所述钙铝组分重构钢渣；

优选的，所述钢渣、铝矾土和石灰的质量比为(74％～83％)：(2％～6％)： (12％～24％)；

优选的，所述钢渣、铝矾土和石灰的混合物中钙硅比为3.9～4.5，硅铝比为 1.3～1.8；

优选的，所述钢渣的比表面积为380～420m²/kg；

优选的，所述煅烧的温度为1250～1450℃，时间为30～90min；