1、粉煤灰综合利用F L Y A S HC o M P R E H E N S EU T I L I Z A T I O N2 0 1 5N O 3钢渣一尾矿蒸压砖性能影响因素研究S t u d yo fI n f l u e n c eF a t o r so i lA u t o c l a v e dS t e e lS l a gt a i l i n gB r i c k李红卫1,李鹏冠2,赵风清2(1 石家庄建设工程安全监督管理站,石家庄0 5 0 0 1 1;2 河北科技大学化工学院,石家庄0 5 0 0 1 8)摘要:以通过研究几种关键工艺参数对钢渣一尾矿蒸压砖性能的影响,确定了适
2、宜的工艺条件:成型水量为9;成型压力为2 0 M P a;养护条件为1 6 0。C 恒温3 h。以本工艺生产尾矿一钢渣蒸压砖,钢渣掺量从原来的1 1 提高到3 0,水泥用量由原来的7 下降到5,产品抗压强度达到1 5 M P a 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。关键词:钢渣,尾矿,工艺参数,蒸压砖,抗压强度中图分类号:T U 5 2 2 1+9文献标识码:A文章编号:1 0 0 5-8 2 4 9(2 0 1 5)0 3 0 0 2 7 0 3钢渣是炼钢过程中产生的一种固体废弃物,其对环境的危害日益严重,已经引起地方各部门的广泛重视。2 0 1 3 年我国钢产量约7 8
3、 亿t,钢渣产量约占粗钢产量的1 1 1 5。目前积存的钢渣已有5 亿t 以上,多数仍然处于简单堆存和随意排放状态。大量存放的钢渣占用大量的土地资源,并引起渣场周围的水体污染。此外,由于渣场都是露天存放,会产生大量扬尘,造成周围环境污染,危害人体健康。J。工业发达国家2 0 世纪初期就开始关注钢渣的利用价值。近年来美国、德国、日本等国家的钢渣利用率都在9 5 以上,而我国钢渣综合利用率仅为3 0,与工业发达国家存在明显的差距。建筑行业需要大量的建筑材料,而钢渣的化学成分与水泥熟料相似,具有潜在的胶凝活性。这使得钢渣在建筑领域中的应用成为可能。将钢渣、尾矿和水泥按一定比例混合,通过蒸汽养护制成蒸
4、压砖,既可保护环境,又能降低生产成本。但是钢渣在替代部分尾矿和水泥的过程中,改变了蒸压砖的宏观和微观结构。此时,制备工艺参数显著影响了蒸压砖的性能。因此,本文通过调整物料成型水量、成型压力、蒸压温度和蒸压时间等工艺参数,研究了工艺参数对钢渣一尾矿蒸压砖性能的影响,在此基础上进行了工艺参数优化,为钢渣、尾矿的处理及资源化利用提供了一条有效途径。收稿日期:2 0 1 5 一O 卜1 91 材料与方法1 1 试验原料及仪器试验中钢渣、尾矿均来自唐山某矿业公司;水泥为市售4 2 5 级标准水泥;钢渣安定性处理剂V S-I,采用市售化工原料配制。钢渣、尾矿化学成分见表1,钢渣粒径分布见表2。表1 钢渣、
5、尾矿化学成分品种C a OM g oS i 0 2F e 2 0 3A 1 2 0 3其他粒径m m 0 60 6-0 30 3 0 2 2O 2 2-0 1 50 1 5-0 0 8 8 0 0 8 8分布率O 13 61 3 82 8 71 38 4试验中主要仪器为3 M S 0 1-5 0 5 0 型试验磨、N J 一1 6 0 A 型水泥净浆搅拌机、N Y L 一3 0 0 A 型压力试验机和C s 型高温蒸压釜。1 2 试验方法将钢渣放人球磨机中粉磨6 0 m i n,与水泥、尾矿按质量计量比3 0:7:6 3 混合,加入1 5 的助剂V S I(占钢渣质量的百分比)。称取一定比例的
6、水,与物料在搅拌机中混合均匀。然后按照一定压力压制成型,试块尺寸为5 0 r a m x 5 0 m m x 5 0m m。密封静置1 d 后放入蒸压釜,按照合适的养护制度进行蒸压养护。经自然冷却后出釜,观察试块外观情况并进行强度测试。2 7 2 0 1 5N O 3粉煤灰综合利用F L Y A S HC O M P R E H E N S I、,EU T I L I Z A T I o N2 结果与讨论2 1 物料成型水量对蒸压砖性能的影响按照钢渣、水泥、尾矿质量计量比为3 0:7:6 3,成型压力2 0 M P a。在“升温2 h 一恒温4 h(釜内1 8 0 蒸压)一自然冷却”的蒸压养护制度下,改变物料成型水量,对试块进行强度测试,结果如图1 所示。成型水量图1成型水量对蒸压砖性能的影响由图1 可知,随着物料成型水量的增加,试块抗压强度呈先上升后下降的趋势。在用水量为9 时,试块强度到达最高值2 3 5 M P a。这是由于用水量较低时,水化不完全,从而导致试块强度较低。当用水量逐步增加时,胶凝材料水化速度提高,生成胶凝性矿物增多,从而抗压强度上升。但是当用水量继续增加,会有过量