[发明专利]一种高效复合胶凝材料制备方法及装置

说明书

本发明涉及胶凝材料制备技术领域，特别是涉及一种高效复合胶凝材料制备方法及装置，方法包括以下步骤：步骤一：对钢渣、矿渣和飞灰进行预处理，获得钢渣粉体、矿渣粉体和热解飞灰；步骤二：将钢渣粉体、矿渣粉体、热解飞灰和脱硫石膏进行搅拌加热制得胶凝材料。装置包括钢渣粉仓、矿渣粉仓、飞灰粉仓、脱硫石膏仓、混合组件和热空气搅拌库，钢渣粉仓、矿渣粉仓、飞灰粉仓、和脱硫石膏仓底部均与混合组件连通，混合组件底部与热空气搅拌库连通本发明可以达到将飞灰、矿渣、钢渣、脱硫石膏协同高效资源化利用的目的。

技术领域

本发明涉及胶凝材料制备技术领域，特别是涉及一种高效复合胶凝材料制备方法及装置。

背景技术

钢渣是炼钢过程中排出的废渣，主要有平炉渣、转炉渣、电炉渣三大类。每炼1t钢，大约排渣0.25t左右。2021年全国钢渣产生量超过1.2亿吨。钢渣的成分一般含有CaO(40-50％)、MgO(5-10％)、SiO₂(10-20％)、FeO和Fe₂O₃(15-25％)，它与水泥熟料的化学成分相似，具有水硬胶凝性。

炉渣是钢铁治金工业生产中排放量最大的一种固体废弃物，每冶炼1吨生铁，高炉渣产生量在300-350kg之间。以我国年产生铁9亿吨计算，每年的高炉渣产生量高达3亿吨左右，在所有工业废渣排放量份额中所占比例接近1/3。我国高炉渣总体利用率较低。在自然条件影响下，高炉渣中的一些有害成分会转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环，具有潜在的、长期的危害性。因此，如何合理、有效地利用高炉渣资源，是近几年来国内外钢铁行业、建材工业等行业的需要。

生活垃圾焚烧飞灰的产量通常为垃圾焚烧质量的3-10％，照此推算，2017年我国的飞灰产量超过500万吨，飞灰由于含有高浓度的二噁英和多种高浸出浓度的重金属，而被包括我国在内的许多国家明确规定为危险废弃物。目前我国的飞灰处置方式主要有：水泥固化后填埋和水泥窑协同处置。水泥固化虽然能抑制飞灰中重金属的浸出，但却不能降解飞灰中的二噁英，且固化后飞灰增容明显，不利于运输和填埋，也不具备后续资源化利用的条件。水泥窑协同处置是飞灰资源化利用的主要方式，但是由于水泥对氯的严格控制，飞灰的添加量非常低，因此水泥窑协同处置只能实现有限飞灰的资源化利用。我国在政策层面上是积极鼓励生活垃圾焚烧发电的，然而缺乏合理的飞灰处置技术势必会成为制约垃圾焚烧发电行业发展的重要因素之一。

飞灰的热处置被认为是降解飞灰中二噁英的最好的方法之一，有报道表明飞灰经热处置后，其中95％以上的二噁英被降解。垃圾焚烧飞灰的主要组成成分是CaO、MgO、SiO₂、Fe₂O₃和Al₂O₃等氧化物组成，属于SiO₂-Al₂O₃-金属氧化物体系，且飞灰年产量可观，经热处理降毒性后，具有资源化利用的巨大潜能。

工业上对进行水洗处理后的飞灰掺入水泥混凝土，并从硬化混凝土的抗压强度、耐久性、浸出毒性评价水洗飞灰制备混凝土的效果，且添加水洗灰制备的混凝土不会导致混凝土强度的下降，同时混凝土的重金属浸出毒性满足环境安全要求。这充分说明飞灰资源化利用的可行性和安全性，但水泥属于高能耗、高排污行业，采用固废制备复合胶凝材料取代部分水泥，将是未来工业发展的必由之路。

如何将飞灰、矿渣、钢渣、脱硫石膏协同高效资源化利用成为了急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效复合胶凝材料制备方法及装置，以解决上述问题，达到将飞灰、矿渣、钢渣、脱硫石膏协同高效资源化利用的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高效复合胶凝材料制备方法，包括以下步骤：

步骤一：对钢渣、矿渣和飞灰进行预处理，获得钢渣粉体、矿渣粉体和热解飞灰；