水淬锰渣在建筑材料中综合利用研究现状

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1、水淬锰渣在建筑材料中综合利用研究现状刘立柱万里王勇湛蒙郑盤贵州省建筑材料科学研宄设计院有限责任公司摘要：对水淬锰渣的来源、成分和综合利用现状进行了综述，重点分析了水淬锰渣用于混凝土的研宄现状，并对水淬锰渣高附加值综合利用的发展趋势提出了建议。关键词：废渣;水淬锰渣;高性能混凝土;综合利用;作者简介：刘立柱（1989一），男，工程师，硕士，主要从事固体废弃物资源化利用及其环境安全性研宄工作。收稿日期：2017-10-17基金：贵州科学院院K:基金项目（编号:黔科院字[2016]04号）Received：2017-10-171引言水淬

2、锰渣是锰矿石冶炼生铁过程中排出的工业废渣，也叫锰铁合金渣，是在高温熔融状态下经水淬急冷形成的一种锰含量比普通高炉矿渣高的矿渣。由于我国锰铁矿品味较低、杂质含量高、矿床规模小、可选性差等特点，在锰铁合金冶炼过程中产生了大量的水淬锰渣，水淬锰渣产生量约为锰铁合金产量的2~2.5倍，年产生约1800万t水淬锰渣，贵州省每年水淬锰渣排放量大约300万t。由于现有技术还不完善，水淬锰渣的综合利用比例较低，水淬锰渣大部分采用堆填处理。随着经济和社会的发展，环保要求越来越高越来越严格，水淬锰渣必须进行无害化资源化处理。因此，如何高效高附加值地回

3、收利用水淬锰濟成为现在亟需解决的问题。水淬锰渣的综合利用对钢铁冶炼工业的可持续发展及循环经济发展有着非常重要的影响。2水淬锰渣的性质水淬锰渣外观浅绿色、绿色或深棕色，呈疏松不规则颗粒状，易磨性差，松散容重700〜900kg/m，密度2500〜2800kg/m，含水量较高，一般在40%左右。我国部分地区水淬锰渣的化学成分见表1。表1我国部分地区水淬锰渣化学成分下载原表不同产地的水淬锰濟化学成分略有不同，水淬锰濟化学成分以SiOjnCaO为主，两者含量之和占到50%以上,部分高达80%,其次是A1A、MgO、MnO、Fe2O3等。水淬

4、锰渣主要矿物组成以玻璃体为主（约占85%以上），还有镁蔷薇辉石、锰钙辉石、钙铝黄长石、硅酸二钙以及少量的硅酸三钙。水淬锰渣含有硅酸二钙和镁蔷薇辉石等活性或潜在水凝性和火山灰性物质，因此水淬锰渣可作为混凝土掺合料和水泥混合材使用。水淬锰濟由一些形状不规则的多孔非晶质颗粒组成，粒径主要集中在0.25^5mm,锰渣的有害元素均未超过排放标准，放射性符合GB6566-2011《建筑材料放射性核元素限量》要求，可用于生产建筑物室内、外饰面用的建筑材料，以及用于制备室外地砖的建筑材料。3水淬锰渣的综合利用研宄现状3.1水淬锰渣用于混凝土研究水

5、淬锰渣经机械激发、化学激发或机械-化学激发等激发活性后，水淬锰渣微粉具有较高活性（可达S75级以上），其在混凝土中的掺量也随之增加。目前水淬锰渣微粉已逐渐被商品混凝土市场所认可，但由于对水淬锰渣微粉用作混凝土掺合料的研究和认识不足，其在混凝土中的掺量还很低，在工程应用中仅占胶凝材料总量的10%左右。水淬锰渣微粉对混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能均有较大影响。王一靓等U1经过试验研宄发现，用水量和水淬锰渣比表面积是影响混凝土坍落度的主要因素，锰渣比表面积越大、锰渣掺量越高，则混凝土坍落度越大，但锰渣掺量增加会增大混凝土拌和物的泌

6、水率，降低混凝土的粘聚性。王勇m将水淬锰渣磨细并经过酸性激发剂激发其活性后，内掺水淬锰渣粉达到30%时水泥胶砂90d强度仍比空Q试件（未掺锰渣粉胶砂）高，但28d强度略低于空Q试件，说明经过物理-化学联合改性后，水淬锰渣粉具有较高活性;并对改性锰渣粉用于高强高性能混凝土进行了研宄，研宄发现:在胶凝材料总量600kg的情况下内掺水泥用量30%的水淬锰渣和10%的膨胀剂，利用碎石和普通山砂可配制强度达70〜80MPa、塌落度190〜220mm、耐久性能很好的高强高性能混凝土。也有大量的研究表明，随着锰渣掺量的增加（N掺30%以N）,混

7、凝土强度早期强度迅速降低、中期强度降低速度变缓、后期强度高于或与空白试件相当，但掺量30%以上时后期强度下降比较明显。内掺锰渣粉的混凝土抗渗等级有一定提高,掺量在15%以上时混凝土抗冻性能随着锰渣掺量的增加而降低。因此，在掺量合理的情况下，掺加锰渣粉有利于混凝土早期抗裂、后期强度增加、增强抗渗等耐久性能。还有部分学者直接利用颗粒状水淬锰渣用于混凝土、沥青研宂，如利用硅锰渣配制透水'混凝土等［6,7］。3.2水淬锰渣用于墙体材料研宄水淬锰渣因含硅量较高、具冇一定活性、颗粒人小适中，因此可以作为硅质原料和集料用于生产砖瓦等墙体材料。陈

8、平等m研宂了水淬锰渣制备加气混凝土的可行性，试验前将水淬锰渣经球磨机粉磨至比表面积415m/kg，掺加硅砂作为补充硅质原料。结果表明：当水淬锰濟掺量为25%、石灰为15%、硅砂为43%、石膏为2%、铝粉膏为0.12%，水料比为0.50时，所制备的加