[发明专利]钢渣粉体的生化制备方法、水泥的混合材料和混凝土掺合料

说明书

一种钢渣粉体的生化制备方法、一种水泥的混合材料以及混凝土掺合料，包括如下步骤：S1生化处理：将钢渣浸泡在铁氧化细菌的水溶液中，使钢渣中的铁单质以及Fe²⁺转化为Fe³⁺，至水溶液中Fe²⁺的浓度降低并维持稳定，形成反应液；S2烘干粉磨：固相产物从反应液中取出并烘干、粉磨，形成钢渣粉体。制备形成的钢渣粉体作为水泥的混合材料或混凝土的掺合料进行应用。本发明通过对钢渣进行前期的生化处理，从而使钢渣的颗粒致密结构变得疏松，易磨性大大提高。经处理的钢渣在粉磨过程中减少了粉磨耗能，增加了钢渣的粉磨效率，进而提高了钢渣的再利用率，减少了大量钢渣排放所造成的资源浪费和对环境的压力。

技术领域

本发明涉及工业固废钢渣的处理技术领域，具体涉及一种钢渣粉体的生化制备方法、一种水泥的混合材料以及混凝土掺合料。

背景技术

随着环境保护要求的进一步加强，各种工业废弃物的综合利用得到了广泛的关注。近年来矿渣在水泥混凝土行业得到了广泛应用并成为了稀缺资源，但与矿渣排放量相当的工业固废钢渣的综合利用率却仅为10％左右。

由于钢渣中含有硅酸二钙(2CaO·SiO₂)、硅酸三钙(3CaO·SiO₂)、铁酸三钙(2CaO·Fe₂O₃)等与水泥熟料相似的矿物成分，具有一定的水化活性，故将钢渣磨细后作为水泥的混合材料和混凝土掺合料一直是钢渣综合利用的重要途径。我国作为最大的钢渣排放国，对于钢渣在混凝土中的应用研究一直处于世界的前列，并制定了GB13950、GB24901等作为钢渣在水泥混凝土中应用的国家标准。但是由于钢渣中包括铁单质和铁氧化物，铁含量较高，且铁氧化物的主要存在形式是橄榄石(2FeO·SiO₂)，因而使得钢渣的易磨性差，粉磨电耗高，不利于钢渣在水泥混凝土行业的再利用，因此大量的钢渣排放造成了严重的资源浪费和环境污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能有效提高钢渣易磨性，利于钢渣再利用的钢渣粉体的生化制备方法以及一种水泥的混合材料和混凝土掺合料。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钢渣粉体的生化制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1生化处理：将钢渣浸泡在铁氧化细菌的水溶液中，至水溶液中Fe²⁺的浓度降低并维持稳定，形成固相产物和反应液，钢渣在水溶液中的总反应为：

4Fe+6H₂O+3O₂→2Fe(OH)₃，

4FeO+6H₂O+O₂→4Fe(OH)₃；

S2烘干粉磨：固相产物从反应液中取出并烘干、粉磨，形成钢渣粉体。

优选地，所述S1生化处理中，铁氧化细菌为多孢泉发菌，浓度为10⁶～10⁸CFU/ml；所述钢渣在所述铁氧化细菌水溶液中的浓度为0.8g/ml。

优选地，所述S1生化处理中，钢渣在铁氧化细菌的水溶液中浸泡时间为3～5天。

优选地，所述S1生化处理中，铁氧化细菌水溶液的温度维持在25～35℃之间。

优选地，所述S2烘干粉磨中，固相产物的烘干温度为600～800℃。

优选地，所述S2烘干粉磨中，固相产物采用立磨粉磨，立磨中热风温度为600～800℃；钢渣粉体的比表面积为500～600m²/kg。