钢渣-尾矿蒸压砖的生产工艺参数研究

钢渣是一种大宗工业废弃物,由于存在安定性不良的缺点,利用率一直较低。该文将多聚磷酸盐改性钢渣用于蒸压尾矿砖的生产,对影响产品性能的主要因素进行了系统研究,确定了适宜的蒸压砖工艺条件和蒸养制度:成型水量为9%;成型压力为20 MPa;蒸养制度为"升温4 h-180℃恒温4 h-自然冷却降温"。蒸压砖中钢渣粉用量由原来的11%(未改性,未粉磨)提高到25%(改性),水泥用量由原来的7%下降到5%,抗压强度则由11.6 MPa大幅度提高到22.1 MPa,产品满足《粉煤灰砖》(JC 239-2001)标准要求,达到了MU20等级。多聚磷酸盐改性剂除了有效改善钢渣的安定性之外,还对钢渣和尾矿具有良好的活性激发作用,进而强化了蒸压过程中的水化反应。借助XRD和SEM分析了蒸压试块的水化产物及微观结构,探讨了改性钢渣-尾矿蒸压砖的水化与强度形成机理。

钢渣预处理制蒸压砖的研究

以钢渣为主要原料生产蒸压砖,研究钢渣掺量、细度、处理条件和水泥用量等因素,对蒸压砖性能的影响,确定合理可行的钢渣预处理工艺,以改善钢渣的安定性,使蒸压砖中钢渣掺量提高了20%、水泥用量降低了2%。

钢渣-尾矿蒸压砖性能影响因素研究

以通过研究几种关键工艺参数对钢渣-尾矿蒸压砖性能的影响,确定了适宜的工艺条件:成型水量为9%;成型压力为20MPa;养护条件为160℃恒温3h。以本工艺生产尾矿-钢渣蒸压砖,钢渣掺量从原来的11%提高到30%,水泥用量由原来的7%下降到5%,产品抗压强度达到15MPa以上。为钢渣、尾矿的处理及资源化利用提供了一条有效途径。

大掺量钢渣-尾矿蒸压砖水化过程的强化

因活性低、体积稳定性差,钢渣在蒸压砖中的用量受到限制。以钢渣-尾矿-水泥蒸压体系为基础,增加旨在改善钢渣安定性的预养护阶段。同时,加入柠檬酸钠作为抑制剂,减少预养护阶段钢渣中胶凝成分的损失。结果表明,当柠檬酸钠掺量为钢渣掺量的2%时,钢渣在尾矿蒸压试块中的安全用量由未改性时的11%提高至45%,水泥用量由7%降低至4%,其抗压强度从10.6提高到30.1 MPa。借助化学结合水量、游离氧化钙质量分数及XRD分析了钢渣的水化特征,柠檬酸钠在大掺量钢渣-尾矿-水泥体系中既是钢渣改性过程中硅酸二钙和硅酸三钙水化的抑制剂,又是蒸压条件下激发钢渣的水化活性激发剂。机械磨细、湿热条件和柠檬酸钠的协同作用强化了体系的水化反应过程。

保持高胶凝活性的钢渣安定性处理工艺

钢渣是炼钢过程中产生的一种大宗固体废弃物,因安定性不良而一直难以利用。以"钢渣-尾矿-水泥"蒸压体系为基础,在产品成型过程中加入抑制剂,经预养护实现钢渣的安定性处理,提高产品性能,并简化生产工艺。研究了预养护的工艺参数、抑制剂种类与加入量对安定性的影响规律,用XRD、SEM等手段分析了抑制剂与预养护改善安定性的协同作用机理。试验结果表明:预养护能有效改善钢渣的安定性,适宜的工艺参数为70℃预养护6h。抑制剂与预养护有良好的正协同作用,其协同改性效果次序为柠檬酸钠>苹果酸钠>酒石酸钾钠。其中,当柠檬酸钠掺量为2%(占钢渣的质量分数),钢渣在尾矿-水泥体系中的安全用量由9%(未改性时的质量分数)提高至45%(改性后的质量分数)时,其抗压强度从11.6MPa提高到32.8MPa。