我國攀鋼等鋼鐵企業(yè)每年排放數百萬噸高爐欽礦渣。它的活性略低,這里介紹利用其生產免燒磚的方法。
(1)欽礦渣微觀結構以重量法測定SiO:的含量,絡合滴定法測定CaO, MgO和A120:的含量,以鋅還原重鉻酸鉀滴定法測定Fee 03和Fe的含量,TiO:含量用苦杏仁置換一銅鹽溶液反滴定法測出。高欽水淬礦渣的化學成分及品質指標分別見表8-3、表8-4。
根據對高欽礦渣X射線衍射譜的分析,高欽礦渣主要含有鈣欽礦、透輝石、石英等少量晶體,結晶情況不好。從圖8-1中可看出欽礦渣表面有很多孔,這應該是由于欽礦渣被急冷所形成的,是玻璃體物質所共有的。因此,它在水化時需水量會很大。另外,其表面還有一些小晶粒。水淬欽礦渣由于急冷,礦物質來不及結晶,故大部分為玻璃體,具有潛在活性。
(2)欽礦渣磚的制備
①原材料。
a.集料—欽礦渣。欽礦渣有水淬欽礦渣和慢冷欽礦渣兩種。
將高欽水淬礦渣烘干3h,在球磨機中粉磨70min,經篩分后得到粒度為0. 08mm的細集料,篩余量4.8%(質量計);塊狀慢冷欽礦渣經額式破碎機破碎,用分級篩分級后得到5^-10mm的粗集料。
b.膠凝材料。
水泥:采用32. 5級普通硅酸鹽水泥。
石膏:市售工業(yè)原料,用實驗室額式破碎機將石膏破碎,然后在高溫爐中800℃下鍛燒1. 5h,冷卻后在球磨機中粉磨60min,粒度為。. 06mm,篩余量4. l Yo(質量計)。
石灰:由綿陽市高新區(qū)石灰廠生產,w (CaO)有效80%,為了避免磚塊在養(yǎng)護過程中開裂,將生石灰消化后使用,并測定其含水量。
粉煤灰:與其他膠凝材料混合,攪拌均勻。
c.激發(fā)劑。市售工業(yè)原料,w(Na2SO4 ))98%。在球磨機中粉磨60min,粒度為0. 06mm,篩余量4.0%(質量計)。
②工藝參數。
a.水泥摻量對欽礦渣磚強度的影響。水泥摻量對欽礦渣磚強度影響的實驗數據見表8-5。
從表8-5中可以看出,當水泥摻量從20%增加到30%時,磚塊強度明顯增大。這是因為水泥的水化速度較快,水泥摻量增加使磚坯中生成的水硬性礦物增多,磚坯的強度隨之增強。但要考慮到欽礦渣磚的成本等因素,在滿足磚坯強度條件的前提下,應盡量降低水泥的摻量。
b.集料配合比對欽礦渣磚強度的影響。慢冷欽礦渣是在自然條件(空冷)下處理的,成本較低。所以采用兩種欽礦渣混合配成集料以降低成本。從表8-5中還可以看出,當集料配合比不同時,欽礦渣磚的強度也會發(fā)生明顯變化??偟内厔菔钱斅滂F礦渣用量增加時,欽礦渣磚的強度會提高。這是因為慢冷欽礦渣密度比水淬的要大得多,其硬度也就比水淬的要高,從而使磚塊的抗壓強度提高。但是,我們的目的是要充分利用水淬欽礦渣,因此,在滿足磚塊強度的前提下,應盡量提高水淬欽礦渣在集料中的用量。
c.磚坯靜養(yǎng)時間對欽礦渣磚強度的影響。(免燒磚機)磚坯蒸汽養(yǎng)護后的靜養(yǎng)時間對強度影響的實驗數據見表8-6。
從表8-6中可以看出,磚坯靜養(yǎng)時間對磚塊強度也有一定的影響。從總的趨勢來看,磚塊強度隨靜養(yǎng)時間的延長而增大,但達到一定時間后,其強度會出現最大值;若繼續(xù)延長靜養(yǎng)時間強度會下降,出現回縮現象。因此,考慮到欽礦渣磚的生產周期及對磚塊強度的影響,磚坯靜養(yǎng)時間以3天為宜。
d.成型壓力對欽礦渣磚強度鮑影響。成型壓力對欽礦渣磚強度影響的實驗數據見表8-7。
從表8-7中可以看出,當成型壓力從2. 17MPa提高到2. 90MPa時,磚塊強度增加約2MPa。其原因在于磚坯強度的提高主要依靠毛細管中水的張力。而蒸壓后成品磚強度的提高,則有賴于顆粒之間的接觸點數和膠凝材料中的粗集料質量的好壞。通過提高成型壓力,也就增加了單位體積中顆粒之間的接觸點數,換言之,就是提高顆粒料之間膠凝后的密度。但是在工業(yè)大生產中,為了提高生產效率和經濟效益,只能通過采用不同粒度的集料配料,加人粗大的或細小的集料摻量來調節(jié)混合料的顆粒組成;采用一定的壓力,控制磚塊的壓制時間,提高磚坯密度,從而提高成品磚的強度。
e.制備欽礦渣磚的主要工藝參數。在滿足國家標準對建筑用磚強度要求的前提下,考慮到節(jié)省能耗,降低欽礦渣磚生產成本,制備欽礦渣磚的主要工藝參數如下:水膠比為0.44(質量計,下同),膠凝材料,集料=1,3,水淬欽礦渣,慢冷欽礦渣==1:1,水泥摻量為20 %;成型壓力為2. 90MPa.養(yǎng)護制度如下:磚坯成型后,要在常溫下靜養(yǎng)2天,然后在40℃下養(yǎng)護6h;快速升溫至800C,恒濕蒸汽養(yǎng)護16h;取出自然降溫,靜養(yǎng)3天。
磚機