钢渣在水泥生产中的运用.doc

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1、钢渣作为混合材或矿物掺合料的应用1前言1.1研究背景以及意义随着社会和经济的飞速发展，人类的生活水平和质量得到了很人的提高，但是我们赖以生存的环境却在口益恶化。我们生活和生产中排放了越来越多的垃圾和废物。特别是其中的工业废渣、废弃物，不仅占用了大量的土地，对生态环境也造成了巨大的危害，而且还给人类的生活和健康带来了极大的危害。因此，如何处理工业废渣，保护生态环境已成为我们目前迫切需要解决的问题。水泥作为发展国民经济的主要原材料，水泥产业作为发展国民经济的支柱产业在处理工业废渣上有其特殊的优势。某些工业废弃物含有对水泥熟料烧成有利的离子，某些冶炼工业废渣经过了高温锻烧，在成

2、渣过程中加入了石灰，经过高温成渣反应，改变了物料中的，：等氧化物的积聚状态，生成了一些和水泥矿物相同或者相近的矿物，经过水淬处理，形成以玻璃体为主的固体。这些玻璃体和熟料矿物，在适当条件下，可促进水泥熟料烧成。废渣中含有的某些微量元素，有可能改变熟料矿物的微观结构，提高水硬活性。所以资源化、有利化利用工业废渣现在也被作为水泥研究的主要课题之一，同时这也是水泥生产绿色化和高性能化的结合点。在国家重点基础研究发展规划项目(973项目)一一“高性能水泥制备和应用的基础研究”的实施过程中，陈益民教授等水泥混凝土专家做了将工业废渣(钢渣、磷渣、赤泥)作为水泥原料配料烧制水泥熟料方面

3、的工作，并获得了很多宝贵的研究成果。但是，这些研究成果只是证明了某些工业废渣作为水泥工业原料配料的可行性，至于更进一步的研究还需要继续进行。钢渣作为炼钢过程的副产品，具有难磨的特性。所以当其作为水泥原料配料时势必会给水泥烧成过程中带来较大的钢渣颗粒。具体研究方法是在水泥生料中掺加不同粒径的钢渣颗粒，同时并配以不同的掺量分析并研究其对水泥生料易烧性、水泥熟料矿物形成以及熟料性能的影响，试图寻找出合适的掺量范围。以此来解决由于易磨性不好给水泥生产所带来的问题。1.2国内外研究现状工业发达国家很早就开始重视环境保护问题，因而他们的钢渣综合利用率一般较高，以下就是典型的几个工业发

4、达国家的钢渣利用情况。在上世纪70年代初，美国的钢渣就已达到排用平衡，实现了钢渣利用的资源化、专业化、企业化，历史上的渣堆现已基本消除。最新数据统计表明，2001年美国钢渣产量665万吨，其中37%用于路基工程，22%用于工程回填料，22%用于沥青混凝土集料。1999年口本钢铁环境公报统计结果显示1998年口本钢渣总产量为12，879，000吨，其中22%用于道路工程，40.7%用于土木建筑工程，19.3%用于回炉烧结料，8%用于深加工原材料，5.9%用于水泥原材料，1.1%用于肥料，4%用于回填料。统计数据表明，整个欧洲每年产钢渣约1200万吨，其中65%已得到高效率的

5、利用，但仍有35%的钢渣堆积未利用。相比之下德国的钢渣利用率相对较高，1998德国约97%的钢渣已作为集料广泛应用于公路交通、地下工程及民用建筑。加拿大年产钢渣约100万吨，大部分的钢渣就堆积在钢厂附近或运往其它地方进行回填，仅少量钢渣卖到水泥厂用作钙质或铁质原材料，近年来加拿大学者也开始将钢渣作为水泥混合材进行研究，但掺量仅10-20%左右，而且目前还处于实验研究阶段。据统计，1998年我国钢渣的年排放量己达1600万吨，回收利用率为79%。从利用数字分析，我国钢渣利用率并不低，但实际上钢渣的利用情况并不理想，许多钢渣实际上采取的是粗放式处理方法。据初步估算，我国每年钢

6、渣利用情况是：回炉烧结利用120万t，筑路用250万t，作工程回填料200万t，配制水泥最多40万t，作其他建材约10万t，年利用量约620万t，按资源性和有效性评定，我国钢渣实际利用率仅为40%左右。1.3本文研究主要内容1.31钢渣水泥：钢渣是炼钢过程中排除的废渣，约占钢产量的20%。将钢渣制成水泥，既是增产水泥的途径之一，而更重要的是解决炼钢厂的炼钢废渣处理问题。钢渣主要来源于铁水与废钢中所含元素氧化后形成的氧化物，金属炉料带入的杂质，加入的造渣剂如石灰石、萤石、硅石以及氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉衬材料等。炼炼钢分为平炉炼钢、转炉炼钢和电炉炼钢。平平炉钢渣随炼钢过

7、程中出渣的前后分初期渣、精炼渣和后期渣。转炉渣分为前期渣、和后期渣。电炉钢渣分氧化渣、和还原渣。用于制造水泥的主要是CaO含量较高的平炉精炼渣、后期渣和转炉后期渣。电炉还原渣还可用于制造白色和彩色钢渣水泥。以化学成分而言，钢渣与水泥熟练有些相似，当氧化物含量差别较大。同时钢渣成分波动很大，长随炼钢品种、原料来源、操作控制等而变。下面为几种钢渣的化学成分。钢渣的化学成分（%）钢渣种类CaOSiO2Al2O3Fe2O3FeOMgOMnOP2O5FfCaO平炉精炼渣46.6814.044.132.6912.067.061.139.2