高钛型高炉矿渣活性提升技术及微粉制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010106870.2 (22)申请日 2020.02.20 (71)申请人 四川星明能源环保科技有限公司 地址 610000 四川省成都市经济技术开发 区 （龙泉驿区） 车城东六路5号 (72)发明人 刘在波刘来宝张江刘磊 张礼华林廷全 (74)专利代理机构 成都明涛智创专利代理有限 公司 51289 代理人 毕雅凤 (51)Int.Cl. C04B 7/153(2006.01) C04B 12/00(2006.01) (54)发明名称 一种高钛型高炉矿渣活性提升技术及微。

2、粉 制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种高钛型高炉矿渣活性提 升技术及微粉制备方法， 其特征在于： 所述高钛 型粒化高炉矿渣微粉由下述比例的高钛型水淬 矿渣、 活性组分、 外加剂和助磨组分组成。 本发明 借鉴地聚合物材料设计思路， 发挥其黏聚能力强 的优势， 并改善水化环境， 加速水泥反应进程； 同 时， 添加适宜的助磨组分， 优化粉磨工况， 提升硬 质晶体矿物的助磨作用和填充效应， 改善粉体颗 粒 “微级配” ， 进一步增加复合微粉活性。 本方法 的实施， 为提升高钛高炉渣活性， 实现其高效高 值利用提出新方向， 同时， 满足迅速消纳存量渣， 化解新增渣的现实迫切需求， 工艺简单， 易于。

3、大 规模推广应用， 具有突出的技术优势和经济效 益。 权利要求书1页 说明书4页 CN 111253091 A 2020.06.09 CN 111253091 A 1.一种高钛型高炉矿渣活性提升技术及微粉制备方法， 其特征在于： 所述高钛型粒化 高炉矿渣微粉由质量百分比为6075的高钛型高炉矿渣、 2440的活性组分、 0.350.38的外加剂组分和0.02的助磨组分混合组成。 2.按权利要求1所述一种高钛型高炉矿渣活性提升技术及微粉制备方法， 其特征在于， 所述高钛型粒化高炉矿渣的化学成分按质量百分比， 二氧化钛含量1525， 氧化钙含 量2535， 二氧化硅含量2025， 余量为三氧化二铝。

4、， 氧化锰、 三氧化二铁以及少 量碱金属氧化物。 3.按权利要求1所述高钛型粒化高炉矿渣的活性提升技术及其微粉制备方法， 其特征 在于， 所述活性组分包括钙质材料和硅铝质材料， 且按质量百分比， 钙质材料含量为75 90， 硅铝质材料含量为1025。 钙质材料为普通高炉矿渣， 石灰石和氢氧化钙中的一 种或几种的混合， 硅铝质材料为偏高领土， 粉煤灰和硅灰中一种或几种的混合。 4.按权利要求1所述高钛型粒化高炉矿渣的活性提升技术及其微粉制备方法， 其特征 在于， 所述外加剂组分为水玻璃， 烧碱和硫酸铝， 按质量百分比， 其中水玻璃(模数2.9 3.2)6080， 烧碱(工业级)1530， 硫酸铝。

5、(工业级)510。 5.按权利要求1所述高钛型粒化高炉矿渣的活性提升技术及其微粉制备方法， 其特征 在于， 所述助磨组分为三异丙醇胺， 乙二醇、 丙三醇或甲基二乙醇胺中的一种或多种的混 合。 6.按权利要求1所述高钛型粒化高炉矿渣的活性提升技术及其微粉制备方法， 其特征 在于， 所述制备方法， 具体为： 将按比例称取的外加剂和硅铝质材料预先混合均匀， 其中， 硅 铝质材料比表面积不低于300m2/kg； 助磨组分缓慢均匀加入上述混合料中， 混合均匀后， 静 置陈化不低于1h： 高钛水淬渣和钙质材料按比例混合均匀， 加入经陈化的混合料， 粉磨至比 表面积430m2/kg480m2/kg， 静置陈。

6、化不低于1天。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111253091 A 2 一种高钛型高炉矿渣活性提升技术及微粉制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种高钛型高炉矿渣活性提升技术及微粉制备方法， 属于混凝土材料 领域。 背景技术 0002 高钛型粒化高炉矿渣(以下简称高钛高炉渣)综合利用难度较大， 主要归因于其特 殊的组成和结构： 一是较高的钛含量加速了晶体矿物的成核与析出， 致使玻璃体含量大幅 度下降， 且钛分散在钙钛矿、 透辉石、 尖晶石等多种矿物相中； 二是分散其中的含钛矿物相 晶粒非常细小， 平均粒径5 m15 m， 晶体呈排列整齐的十字晶或树枝晶， 相互嵌布关系异 常复杂。 因。

7、此， 直到目前为止尚未发现一种切实可行的方法， 从根本上解决其产量大、 资源 利用率低， 附加值不高的问题。 0003 钛是非常宝贵的资源， 因此， 较多的研究集中在对高钛高炉渣中钛的提取、 回收方 面的开发和利用， 一般采用物理-化学方法使钛元素富集在某一矿相(主要为钙钛矿)， 后通 过选-冶结合的技术方案， 进一步对高钛渣进行提钛利用， 但现有技术均存在技术难度高， 工艺复杂， 且会产生严重的二次污染， 故基本停留在实验室研究阶段， 大规模推广应用还需 继续完善。 0004 现阶段而言， 高钛高炉渣的非提钛利用途径是迅速消纳存量， 化解新增产量， 并解 决堆场占用大量土地和环境污染等问题的。

8、必然选择， 不仅可以实现大规模的工业生产， 而 且技术门槛不高， 投资小， 无二次污染风险等， 是从根本上解决高钛高炉渣综合利用最有效 的途径。 关于高钛高炉渣非提钛的利用途径的相关研究， 主要包括制备混凝土骨料， 釉面 砖、 陶瓷砖和地砖、 新型墙体材料、 微晶玻璃等几个方面。 但上述途径对高钛高炉渣的消耗 量仍然有限， 需要进一步研究和开发新的利用途径。 0005 存量渣的处置和综合利用方面， 针对高钛高炉渣活性差的技术难题， 专利 高钛型 高炉渣复合掺合料微粉及其制备方法 (CN201811582851.6)提供了一种高钛型高炉渣复合 掺合料微粉， 其技术方案为， 包括： 按重量百分比计。

9、， 高钛型高炉渣4055， 转炉钢渣 3550， 石灰石1030； 将上述原料按配比称量后， 球磨至一定粒度， 混匀即可。 该 发明中高钛高炉渣和石灰石均为非活性， 仅钢渣有一定潜在活性， 故掺合料微粉的活性不 高， 限制了其在混凝土中的用量， 同时， 高钛高炉渣含量不高。 0006 混凝土掺合料制备方法 (CN201811554949.0)公开了一种以高钛型高炉渣和转 炉钢渣为原料的混凝土掺合料制备方法， 采用的技术方案是： 首先， 将高钛高炉渣和转炉钢 渣分别进行破碎、 筛分、 磁选， 获得高钛高炉渣粉料和转炉钢渣粉料； 然后， 将高钛高炉渣粉 料与转炉钢渣粉料混合， 制得混合料； 最后，。

10、 将混合料进行粉磨， 制得混凝土掺合料。 该技术 方案以高钛型高炉渣为主要原料， 配加转炉钢渣， 可以缓解钢渣安定性不良的问题， 但对掺 合料的胶凝性能的提升非常有限。 说明书 1/4 页 3 CN 111253091 A 3 发明内容 0007 本发明的目的旨在克服现有技术中的不足， 提供一种高钛型高炉矿渣活性提升技 术及微粉制备方法， 显著提升高钛型高炉渣的活性， 大幅增加原渣附加值， 通过迅速消纳巨 量存量渣， 有效解决现有高钛高炉渣堆场占用土地， 安全风险和环境污染等棘手问题。 0008 本发明的内容是： 一种高钛型高炉矿渣活性提升技术及微粉制备方法， 其特征在 于： 所述高钛型粒化高。

11、炉矿渣微粉由质量百分比为6075的高钛型高炉矿渣、 24 40的活性组分、 0.350.38的外加剂组分和0.02的助磨组分混合组成。 0009 前述高钛型粒化高炉矿渣的活性提升技术及其微粉制备方法， 其特征在于， 所述 高钛型高炉矿渣， 按质量百分比， 其中二氧化钛含量1525， 氧化钙含量2535， 二氧化硅含量2025， 余量为三氧化二铝， 氧化锰、 三氧化二铁以及少量碱金属氧化 物。 0010 前述高钛型粒化高炉矿渣的活性提升技术及其微粉制备方法， 其特征在于， 所述 活性组分包括钙质材料和硅铝质材料， 且按质量百分比， 钙质材料含量为7590， 硅铝 质材料含量为1025。 钙质材料。

12、为普通高炉矿渣， 石灰石和氢氧化钙中的一种或几种 的混合， 硅铝质材料为偏高领土， 粉煤灰和硅灰中一种或几种的混合。 0011 前述高钛型粒化高炉矿渣的活性提升技术及其微粉制备方法， 其特征在于， 所述 外加剂为水玻璃， 烧碱和硫酸铝， 按质量百分比， 其中水玻璃(模数2.93.2)6080， 烧碱(工业级)1530， 硫酸铝(工业级)510。 0012 前述高钛型粒化高炉矿渣的活性提升技术及其微粉制备方法， 其特征在于， 所述 助磨组分为三异丙醇胺、 乙二醇、 丙三醇或甲基二乙醇胺中的一种或多种的混合。 0013 前述高钛型粒化高炉矿渣的活性提升技术及其微粉制备方法， 其特征在于， 所述 制。

13、备方法， 具体为： 将按比例称取的外加剂和硅铝质材料预先混合均匀， 其中， 硅铝质材料 比表面积不低于300m2/kg； 助磨组分缓慢均匀加入上述混合料中， 混合均匀后， 静置陈化不 低于1h： 高钛水淬渣和钙质材料按比例混合均匀， 加入经陈化的混合料， 粉磨至比表面积 440m2/kg460m2/kg， 静置陈化不低于1天。 0014 与现有技术相比， 本发明具有下列特点和有益效果： 0015 本发明基于地聚合物基本理论， 结合高钛高炉渣的矿物组成特点， 利用钙质材料， 硅铝质材料和外加剂的协同作用， 通过调整地聚合物中的三种原料比例， 即以三个关键摩 尔比为主要参数， 充分发挥地聚合物材料。

14、自身的粘接和黏聚 能力， 实现低活性的钙钛矿和尖晶石等晶体为主的粉体颗粒与水化产物的结合力， 同时， 加 入的外加剂对水泥的水化也有一定的促进作用， 宏观上表现为高钛高炉渣活性的显著提 升。 0016 事实上， 随着比表面积的增加， 活性指数的提高已经不明显， 证明了通过单纯机械 活化方法对高钛高炉渣活性的提升有限。 因此， 本发明的技术优势还在于， 低成本制备了高 活性高钛高炉渣复合粉体， 具体表现为： 通过添加适宜的助磨组分， 改善粉磨工况， 优化粉 体颗粒 “微级配” ， 控制粉体比表面积在440m2/kg460m2/kg范围时， 可提升活性20以上， 综合使用效果和经济效益突出。 说明。

15、书 2/4 页 4 CN 111253091 A 4 具体实施方式 0017 下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明， 但不能理解为是对本发明保护范 围的限制， 该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和 调整， 仍属于本发明的保护范围。 下述实施例中所述实验方法， 如无特殊说明， 均为常规方 法； 所述试剂和材料， 如无特殊说明， 均可从商业途径获得。 0018 实施例1： 0019 本实施例所用原料及配比为： 高钛高炉矿渣75， 活性组分24.6， 其中普通矿渣 18.0， 粉煤灰4.6， 硅灰2.0； 外加剂0.38， 其中水玻璃0.24， 烧碱0.12， 硫。

16、酸铝 0.02； 助磨组分0.02， 其中乙二醇0.012， 甲基二乙醇胺0.004， 三乙醇0.004。 0020 将按比例称取的水玻璃和烧碱， 混入普通矿渣， 粉煤灰和硅灰中， 预先混合均匀， 混合后粉体的比表面积应不低于300m2/kg； 将乙二醇和甲基二乙醇胺缓慢均匀加入上述混 合粉体中， 混合均匀后， 静置陈化不低于1h： 陈化后的混合粉体， 按比例加入高钛水淬渣中， 并混合均匀， 粉磨至比表面积约450m2/kg， 静置陈化不低于1天。 0021 依据 用于水泥、 砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉 (GB/T 18046-2017)的要求 制备样品， 养护至相应龄期后， 测试结果如表。

17、所示。 0022 实施例2： 0023 具体实施过程同实施例1， 区别在于： 高钛高炉矿渣72， 活性组分27.6， 其中普 通矿渣19.0， 粉煤灰4.6， 硅灰2.0， 石灰石粉2.0； 外加剂0.38， 其中水玻璃 0.24， 烧碱0.12， 硫酸铝0.02； 助磨组分0.02， 其中乙二醇0.012， 甲基二乙醇胺 0.004， 三乙醇0.004。 0024 实施例3： 0025 具体实施过程同实施例1， 区别在于： 高钛高炉矿渣70， 活性组分29.61， 其中 普通矿渣20.0， 粉煤灰4.61， 硅灰3.0， 石灰石粉2.0； 外加剂0.37， 其中水玻璃 0.22， 烧碱0.1。

18、3， 硫酸铝0.02； 助磨组分0.02， 其中乙二醇0.012， 甲基二乙醇胺 0.004， 三乙醇0.004。 0026 实施例4： 0027 具体实施过程同实施例1， 区别在于： 高钛高炉矿渣65， 活性组分34.62， 其中 普通矿渣24.0， 粉煤灰6.62， 硅灰2.0， 石灰石粉2.0； 外加剂0.36， 其中水玻璃 0.22， 烧碱0.12， 硫酸铝0.02； 助磨组分0.02， 其中乙二醇0.015， 甲基二乙醇胺 0.005。 0028 实施例5： 0029 具体实施过程同实施例1， 区别在于： 高钛高炉矿渣60， 活性组分39.62， 其中 普通矿渣30.0， 粉煤灰7.13， 硅灰2.5； 外加剂0.35， 其中水玻璃0.22， 烧碱 0.13； 助磨组分0.02， 其中乙二醇0.015， 甲基二乙醇胺0.005。 0030 各实施例性能测试结果如下所示： 说明书 3/4 页 5 CN 111253091 A 5 0031 0032 上述实施例中： 各步骤中的参数和各组分用量数值等为范围的， 任一点均可适用。 0033 本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。 0034 本发明不限于上述实施例， 本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。 说明书 4/4 页 6 CN 111253091 A 6 。