最新钢渣的建材资源化利用教学讲义ppt.ppt

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1、钢渣的建材资源化利用2汇报提纲一、钢渣的产生及带来的问题三、钢渣利用存在的问题二、钢渣综合利用的现状四、钢渣性能优化处理技术五、钢渣利用研究一、钢渣的产生及带来的问题1.1钢渣的产生钢渣是炼钢过程中产生的废渣。钢渣主要来自炉料中各元素被氧化后生成的氧化物和为调整钢渣性质而特意加入的造渣材料。三、钢渣利用中存在的问题——制约钢渣利用的因素钢渣具有类似硅酸盐水泥熟料的矿物组成，理论上分析应该具有较高的胶凝性，在水泥和混凝土方面具有很大的应用潜力。但钢渣在水泥领域的利用量尚不足总排放量的3％。主要原因是存在以下几个问题：（1）钢渣安定性

2、不良钢渣中含有大量不稳定的游离MgO和f-CaO、FeO。游离MgO和f-CaO形成温度较高、结晶较好，因而活性较低，水化很慢，容易造成水泥硬化后期的膨胀。所以钢渣用于生产水泥，必须对其进行预处理，以解决安定性不良问题。钢渣的矿物虽与硅酸盐水泥熟料相似，但活性矿物量较少，另外钢渣经历了过高温度的作用，其矿物活性较水泥熟料中的矿物低的多。钢渣在急冷过程中形成了大量的玻璃体，使钢渣在自然条件下无法与水反应。（2）钢渣活性较低钢渣中含有大量的金属铁，使其难以磨细。为使钢渣具有较好的水化活性，必须将钢渣粉磨至一定细度，使得钢渣的处理成本增加

3、。（3）钢渣易磨性差四、钢渣性能优化处理技术针对制约钢渣利用存在的问题，要使钢渣高效、大量地应用于水泥和混凝土生产，必须采用适当的处理方法对其性能优化，目前常用的方法是对其活性激发，包括物理激发、化学激发、热力激发以及复合激发等。4.1激发活化技术即用机械的方法提高钢渣的细度。细度越大，其潜在的水硬性被激发出来的速度越快。当钢渣比表面积达到400-500m2/kg时，其内在活性能较充分地发展，从而使水泥的早期强度增大。甄广常等用足够细的磨细钢渣粉制得了钢渣掺量达30～50％的525#复合硅酸盐水泥。宝钢也多次用磨细钢渣粉作砼掺合料并

4、在场坪、道路中获得成功应用。（1）物理激发通过加入激发剂来激发钢渣的活性。提高液相碱度的方法来加速钢渣的水化硬化。碱性激发剂提高液相的碱度，液相的pH值保持在接近12，当与硫酸根离子共存时，促进钙矾石的形成；促进C3S、C2S水化，使胶凝产物的量增加。常用的激发剂有石膏、熟料、石灰和碱金属的硅酸盐、碳酸盐或氢氧化物等。（2）化学激发林宗寿等将钢渣、粉煤灰、石膏按比例混合均匀，加水成型、蒸气养护、陈化、烘干、磨细作为预处理料。经过测试可知，采用热力活化可以得到活性相当高的钢渣粉煤灰处理料，掺量达35-40%时,仍可稳定生产425号早强

5、型水泥。GuangrenQian和CaijunShi分别采用高压水热反应法，使无胶凝性的钙铁橄榄石生成水榴石和水化硅酸钙，提高了钢渣的活性。（3）热力激发造成钢渣安定性不良的主要原因是游离CaO、MgO及MgO含量较高的RO相活性低、水化慢，后期慢慢水化造成体积膨胀。为了解决钢渣安定性问题，可采用以下措施对其膨胀进行抑制。4.2改善钢渣安定性的措施焖渣是将热态(600℃以上)钢渣置于密闭的钢罐内，然后对其进行间歇式喷水使钢渣急冷，利用急冷时产生的热应力，使钢渣龟裂破碎。喷水产生的饱和蒸气渗入渣中，使渣中f-CaO焖解，钢渣中f-Ca

6、O含量显著降低(<1.5%)，从而使钢渣安定性得到改善。焖渣处理后，钢渣的活性有时会降低。但也有研究报道，焖渣处理使钢渣比表面积大幅度提高，钢渣中活性矿物的水化速率提高，从而使得钢渣的活性得到提高。（1）焖渣处理陈化处理是消除钢渣中膨胀组分的最简单有效的方法，可有效降低f-CaO含量，但陈化的时间一般较长，另外需要大面积的堆放场地，容易对渣场环境造成污染。（2）陈化细磨加工，①提高了f-CaO的分散度，可以大幅度降低水化时产生的局部膨胀应力；②产生机械力化学变化(如：矿物晶格畸变、缺陷等)，使钢渣中f-CaO的活性提高，水化速率加快

7、。③提高了钢渣中玻璃体的活性，改善了浆体内部的应力匹配，从而有效地改善了钢渣的安定性。朱明等对死烧f-CaO的研究表明，当将f-CaO粉磨至1110m2/kg时，向普通水泥中外掺6.8%的f-CaO时，水泥的安定性仍然合格。（3）机械力化学改性从生产源头控制膨胀组分的含量。为降低钢渣中的f-MgO含量，尽量不用白云石或方镁石作造渣料。为降低f-CaO含量，在初次处理时选用合适的处理工艺。例如：往高温液态钢渣中加入氧气和砂，使f-CaO熔解并化学结晶，该工艺于1996年应用到德国的钢铁生产线上，使钢渣中f-CaO的含量降到1％以下。（

8、4）改进炼钢工艺5.1钢渣重构要大量、高附加值的利用钢渣，最好的处理方式就是将其用于水泥和混凝土方面。为此，提出钢渣重构，即按水泥熟料组成调整钢渣化学成分，使其形成较多的活性矿物并改善安定性。表5.1钢渣和硅酸盐熟料化学成分对比<8<