钢渣的建材资源化利用PPT课件

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2.2 国内外钢渣利用现状对比
（1）发达国家：钢渣总体利用率相对较高，己接近100%； 但在水泥及混凝土方面利用的效率还相当低。 日本的钢渣在水泥生产中的利用率不到6%； 德国的钢渣利用率虽高，但基本上全部用作了集料，很 少用于水泥。 美国在上世纪90年代以前仅1%的水泥生产利用了钢渣。
（2）国内：我国2011年钢渣综合利用率约为95%（？）。但 是按资源性和有效性评定，我国钢渣实际利用率仅为40% 左右,而且仅有10%用于建材领域；只有约3%用于水泥。
（3）钢渣易磨性差
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。
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四、钢渣性能优化处理技术
4.1 激发活化技术
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。
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（2）化学激发
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。
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。
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（2） 钢渣活性较低
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。
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。
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（2）陈化
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。
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（1）物理激发
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 砼掺合料并在场坪、道路中获得成功应用。
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（3）热力激发
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号早强型水泥。
Guangren Qian和Caijun Shi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。
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（3）机械力化学改性
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。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
2.1 钢渣的利用领域
u冶金领域的应用：作冶炼熔剂，作脱S剂。
u工程领域的应用：路基材料、回填工程材料。
u建材领域：混凝土掺合料、集料，生产钢渣砖或微晶玻 璃等。
u水泥工业：作水泥混合材、生产钢渣水泥、水泥生产的 铁质原料等。
u农业方面：作磷肥和酸性土壤改良剂 。
u环保方面：处理废水。
u其它:工业或医用发热剂、干燥剂。
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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） 钢渣安定性不良
钢渣中含有大量不稳定的游离MgO和f-CaO、FeO。
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4.2 改善钢渣安定性的措施
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。
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（1）焖渣处理
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-CaO含 量显著降低(<1.5%)，从而使钢渣安定性得到改善。
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。
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（4）改进炼钢工艺
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。
钢渣的建材资源化利用
报 告 人： 周宗辉
济南大学材料科学与工程学院
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汇报提纲
一、钢渣的产生及带来的问题
二、钢渣综合利用的现状 三、钢渣利用存在的问题 四、钢渣性能优化处理技术 五、钢渣利用研究
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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。
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1.2 钢渣带来的问题
亿吨
钢渣产量 粗钢产量
7
6
5
4
3
2
1
0 2007
2008
2009
2010
年份
2011
2012
图1.1 粗钢和钢渣产量走势图
我国,2011年累计钢渣堆存量为9.26亿吨，2012年为10亿吨左
右。大量的钢渣，不仅侵占耕地，而且还会对周围环境和地下
水造成污染。
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二、钢渣综合利用的现状