粒化高炉矿渣知识汇总.doc

粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣是在高炉冶炼生铁时,所得以硅酸盐与硅铝酸盐为重要成分的熔融物，经淬冷后来不及结晶而形成的细颗粒状玻璃态物质一、矿渣在水泥工业中的综合运用重要通过了三个阶段:第一阶段(１9９5年此前)粒化高炉矿渣重要是作为水泥混合材使用以混合粉磨为主矿渣由于难磨,在水泥中的掺量有限,一般不超过３0%第二阶段(1995~)学习国外技术,矿渣粉作为高性能混凝土的高掺合料，在建筑工程中推广使用但规定矿渣粉比表面积要达到６00m２/kｇ以上,国内仅有几家粉磨站生产重要因素是:进口设备价格昂贵、生产线投资相称大第三阶段(后)矿渣粉最经济的粉磨细度应控制在400m２/kg左右这样的矿渣粉，既能直接供应混凝土搅拌站作掺合料，又能与熟料、石膏粉合成高掺量矿渣水泥随着循环目前已接近一亿吨/经济的大力发展，矿渣粉的产量年年翻番，年,正在国内形成一种生产建材的新兴产业二、什么是矿渣“矿渣”的全称是“粒化高炉矿渣”它是钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣在高炉炼铁过程中，除了铁矿石和燃料(焦炭)之外,为减少冶炼温度，还要加入合适数量的石灰石和白云石作为助熔剂它们在高炉内分解所得到的氧化钙、氧化镁、和铁矿石中的废矿、以及焦炭中的灰分相熔化，生成了以硅酸盐与硅铝酸盐为重要成分的熔融物,浮在铁水表面，定期从排渣口排出，经空气或水急冷解决,形成粒状颗粒物,这就是矿渣。

具有９５％以上的玻璃体和硅酸二钙，钙黄长石、硅灰石等矿物，与水泥成分接近未经淬水的矿渣,其矿物这些形态呈稳定形的结晶体，结晶体除少部分C2S尚有某些活性外，其他矿物基本上不具有活性如经淬水急冷,形成了玻璃态构造,就使矿渣处在不稳定的状态因而具有较大的潜在化学能出渣温度愈高,冷却速度愈快,则矿渣玻璃化矿渣的潜在化学能限度愈高，愈大,活性也愈高因此，经水淬急冷的高炉矿渣的潜在活性较好每生产1吨生铁，要排出0．3-1吨矿渣表１国内部分钢铁厂的高炉矿渣化学成分厂名SiＯ2Al2O3Fe2O3MｎＯCaOＭgOＳAG38.28８.401．5７0.4842.667.40／AG3２．２７9.９0２.2511.9539.2３2．4７0.72BG40.１08．３１0．961.13４3.６5５.7５0.23ＢG41.４76.412.０80.99４3.305.２0/SＧ３８.1３１2.220.731.0８3５.92１0．331.1０WG３8．831２.921.461.9538.7０4．630.05JG２7.０215.132.0817.7433．１5２.３1/三、矿渣微粉的应用通过将矿粉等工业废渣以等比例取代水泥的方式掺入到水泥中形成复合胶凝材料,可以产生例如“火山灰效应”和“微集料效应”等作用，从而使各个原材料在性能上产生互补作用。

因此，在倡导“低碳、环保”的今天,应在保证胶凝材料性能满足使用规定的前提下,尽量多的将此类工业废渣、生物质灰循环运用，以达到节省水泥、保护环境的目的３.1 矿渣微粉的特性：1、矿渣微粉具有潜在水化活性当与水泥混凝土混合时,活性ＳｉO2、Ａ１2O3与水泥中C３S和C2S水化产生的Cａ(OH）2反映,进一步形成水化硅酸钙产物，填充于水泥混凝土的孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度,同步将强度较低的Ca(OH)2晶体转化成强度较高的水化硅酸钙凝胶，明显发送了水泥和混凝土的一系列性能２、矿渣微粉具有潜在水硬性矿渣中具有硅酸盐、铝酸盐及大量含钙的玻璃质(如C2S、CＡS2、C2AS、C3A、C2F和CaSO4等），具有独立的水硬性，在氧化钙与硫酸钙的激发作用下，遇到水就能硬化，通过细磨后,硬化过程大大加快3.2　矿渣化学成分对其活性的影响不同钢铁厂的矿渣的化学成分差别很大,同一钢铁厂不同步期排放的矿渣有时也不同样因此,要按进厂批次检测其化学成分的变化1）氧化钙氧化钙属碱性氧化物，是矿渣的重要化学成分，一般占40%左右,她在矿渣中化合成具有活性的矿物,如：硅酸二钙等氧化钙是决定矿渣活性的重要因素，因此,其含量越高，矿渣活性越大。

２)氧化铝氧化铝属酸性氧化物，是矿渣中较好的活性成分，她在矿渣中形成铝酸盐或铝硅酸钙等矿物，有熔融状态经水淬后形成玻璃体氧化铝含量一般为5％~１5％,也有的高达３０%；其含量越高,活性越大，越适合水泥使用3)氧化硅氧化硅微酸性氧化物，在矿渣中含量较高，一般为30%～40%与氧化钙和氧化铝比较起来，它使矿渣活性减少4)氧化镁氧化镁比氧化钙的活性要低,其含量一般在1％~18%，,在矿渣中呈稳定的化合物或玻璃体，不会产生安定性不良的现象因此,一般将氧化镁当作是矿渣的活性组份５）氧化亚锰氧化亚锰对水泥的安定性无害,但对矿渣的活性有一定的影其含量一般应限制在1%~3%,如果超过４%~5%，矿渣活性响明显下降6)硫矿渣中硫较多时，可使水泥强度损失较大；但硫化钙与水作用,生成氢氧化钙起碱性激发作用7)氧化钛矿渣中的钛以钛钙石存在,使矿渣活性下降国标中规定矿渣中的二氧化钛含量不得超过１０%3.3 矿渣微粉的用途:１、与硅酸盐水泥按比例混合，生产高性能矿渣水泥细度为4００-４50m２/kg的矿粉，可配制42５，４２5R矿渣硅酸盐水泥；细度为4０0-450m2/kg的矿粉,可配制525，525R矿渣硅酸盐水泥。

2、作为混凝土掺和料，等量取代部分水泥（2０％-70%)，配制高强度、耐久性、高性能混凝土３.4　使用矿渣微粉的效果:1）可有效提高水泥混凝土的抗海水侵蚀性能,特别适合于抗海水工程2）可明显减少水泥混凝土的水化热,适于配制大体积混凝土3)可有效克制水泥混凝土的碱骨料反映,提高混凝土的耐久性4）可明显减少水泥混凝土的泌水量,改善溺水混凝土的和易性5）可大幅度提高水泥混凝土的强度，轻而易举地配制超高强度水泥混凝土6）可明显增长水泥混凝土的致密度，改善水泥混凝土的抗渗性7）用于一般水泥混凝土可节省水泥用量，减少混凝土成本四、如何评价矿渣质量的好坏４．１ 质量评估措施１.化学分析法用化学成分分析来评估矿渣的质量是评估矿渣的重要措施.国内国标(GB/T２0３-）规定粒化高炉矿渣质量系数如下:式中：各氧化物表达其质量百分数含量质量系数K反映了矿渣中活性组份与低活性、非活性组份之间的比例关系，质量系数K值越大，矿渣活性越高２.碱度经验法矿渣的活性组分含量之和与重要非活性组分的比值，称代号B为：碱度,碱度计算:式中：各氧化物表达其质量百分数含量B>1．6的矿渣属于活性矿渣,B越大潜在水硬性越好4.２ 矿渣品质规定国标(ＧB/T203－）１.粒化高炉矿渣的质量系数K应不不不小于1.２。

２.粒化高炉矿渣中锰化合物的含量，以ＭnO计不得超过4%;锰铁合金粒化高炉矿渣的MｎO容许放宽到１5%;硫化物含量(以氟化物含量(以氟计)不得不小于2％硫计)不得超过3％；3.粒化高炉矿渣的松散容重不不小于１.2kg／L；矿渣颗粒直径不得超过50mｍ;210ｍm的颗粒含量不得超过8%4．粒化高炉矿渣不得混有外来夹杂物，铁尘泥、未经淬冷的块状矿渣等5.矿渣在未烘干前,其贮存期限，从淬冷成粒时算起，不适宜超过3个月五、如何激发矿渣的活性矿渣是一种具有“潜在水硬性”的材料，其单独存在时无水硬性但受到某些激发作用后，就呈现水硬性常用的激发方式有三大类,１.物理激发：也就是采用高细粉磨和超细粉磨的措施,用机械力使矿渣的热力学性质、结晶学性质、物理化学性质等都会发生规律性变化２.化学激发:采用对水泥或混凝土性能无害的化学物质，用化学反映激发矿渣水化的活性化学激发方式，可分为:碱激发、硫酸盐激发等多种激发形式3．复合助磨剂激发复合助磨剂激发简称:复合激发一般单独采用一种激活措施,不能明显地提高矿渣体系的活性,在实际应用时,需要综合多种物理和化学的激活措施,在粉磨矿渣的过程中,掺入“矿渣专用的复合助磨剂”，使磨细的矿渣粉在水化前具有激活的充足条件。

这是目前最广泛、最经济合用的复合激发措施矿渣专用复合助磨剂品种多样我们曾经用三乙醇胺、聚羧酸减水剂和氢氧化钙饱和溶经磁化妆置活化解决的一种“多功能复合液,助磨剂”,既激发了矿渣的活性,又提高了矿渣粉的比表面积和磨机台时产量六、矿渣水泥生产工艺用于水泥工业的工业固体废弃物,一般细粉的水化速度比水泥慢得多,经测试表白：颗粒大小在80μm高炉矿(比表面积３00ｍ2/kg)时，渣水化９0天左右才干产生与硅酸盐水泥熟料水化28天时相应的强度;粉煤灰则需15０天左右才干达到相应的强度工业废渣粉磨到大部分在４5μm(比表面积４５0m2/kg)时，扩大了水化反映时的表面积，可以较大幅度地提高它们的水化速度,使它们能在较短时间内产生较高的强度对粒化高炉矿渣采用高细粉磨并采用分别粉磨的形式,是目前综合运用中最合用的工艺流程工艺流程形式多样，可以是高细高产管磨机（特别是滚动轴承球磨机)一级开路流程，也可以是一般球磨机、高效选粉机一级闭路流程;可以是立式磨一级闭路流程,也可以是辊压机与球磨机联合粉磨流程等等这些流程的共同点是:必须将矿渣粉磨成高细粉(统称:矿渣微粉)，即矿渣微粉中的颗粒80%≤50μｍ、比表面积≥3８0m２/kg，其中，≤1０μm的超细粉约占30~４0%。

然后可以直接给混凝土搅拌站提供掺合料,或再与熟料粉合成不同强度级别的品种水泥图1球磨机分别粉磨合成水泥工艺流程辊压机与球磨机联合粉磨工艺流程如图2所示,配合料通过辊压机挤压粉碎之后，不能直接入磨;而是先通过打散分级机分选，细料(粒径≤2mm）送入球磨机水泥粉磨系统；粗料（粒径在２ｍm以上）返回辊压机再次挤压球磨机水泥粉磨系统可以是一般球磨机一级闭路流程，也可以是高细高产磨一级开路流程这种流程最大的特点是消除了辊压机的边沿效应,满足了辊压机过饱和喂料的规定；同步可以采用“低压大循环工艺”，减小辊压机的工作压力,延长辊套使用寿命,提高运转率;不必刻意追求辊压机出料中的合格细粉含量，充足发挥打散分级机的调控作用实践证明：该工艺流程比一般球磨机一级闭路流程增产6０%以上,减少单产电耗15~２0%，不仅经济效明显,并且运营费用减少、维修量大为减小图２辊压机与球磨机联合粉磨工艺流程图3立式磨水泥粉磨一级闭路流程七、矿渣粉磨工艺重要注意事项7.１ 粉磨平衡一般来说，物料粉磨时间越长,出磨粒度越细但是，随着粉磨时间的延长，物料比表面积逐渐增大，其比表面能也增大，因而,微细颗粒互相汇集、结团的趋势也逐渐增强。

通过一段时间后，磨内会处在一种“粉磨↔团聚”的动态平衡过程，达到所谓的“粉磨极限”在这种状态下,虽然再延长粉磨时间，物料也难粉磨得更细,有时甚至使粒度变粗同步,粉磨能耗成倍增长、粉磨效率减少这种现象在一般粉磨时并不明显，但在高细粉磨和超细粉磨中常常浮现解决措施是：添加助磨剂它能形成物料颗粒表面的包裹薄膜，使表面达到饱和状态,不再互相吸引粘结成团,并通过裂纹形成和扩展过程中的防“闭合”和吸附,减少颗粒硬度、削弱强度,改善其易磨性助磨剂通过保持颗粒的分散,来制止颗粒之间的聚结或团聚粉磨粒度越细，使用助磨剂的效果越明显7.２ 矿渣质量检查与分选不同钢铁公司由于自己钢铁产品生产的需要，使其排放的高炉粒化矿渣化学成分不尽相似，加上冶炼环境、水淬条件不同样,同一工厂不同步段排放的矿渣,质量的差别有时。