鎳鐵渣微粉及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種鎳鐵渣微粉及其制備方法，該鎳鐵渣微粉以鎳鐵渣為原料，經磁選過程、粉磨過程制得比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉；該鎳鐵渣微粉比表面積分布均勻，并且特定比表面積鎳鐵渣微粉具有很好的活性指數，符合國際S75級標準；此外該鎳鐵渣微粉的含水量、燒失量等均符合GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》中的規定；制備的鎳鐵渣微粉可作為水泥和混凝土的摻合料；同時由鎳鐵渣制備鎳鐵渣微粉后，可實現以廢制廢，變廢為寶的目的，由此減輕鎳鐵渣所造成的對大氣、土壤和水的污染，優化生態環境，并且可通過低成本換取高附加值，具有重大的經濟效益和社會效益。
【專利說明】鎳鐵渣微粉及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于綠色墻體材料領域，特別涉及一種鎳鐵渣微粉及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鎳鐵冶煉企業，一般用進口紅土型氧化鎳礦為原料，經冶煉、還原并熔制成粗制鎳鐵和爐渣，再經過水淬處理后，形成了鎳鐵渣；鎳鐵渣作為固體廢渣，其大量排放不僅是對資源的浪費，而且占用土地，惡化周邊生態環境，給人們的健康和農業生產帶來危害；此外，企業每年都要投入巨大的資金用于解決或緩解這些弊端；因此解決好鎳鐵渣等固體廢渣利用問題，是我國合理開發利用資源，保護生態環境的首要任務之一。
[0003]目前，對鎳鐵渣、高爐礦渣等固體廢渣的開發利用主要是用作建筑材料包括作為蒸壓制品的原材料或水泥或混凝土的摻合料，特別是作為混凝土的摻合料應用。
[0004]現有技術一般是將高爐礦渣等固體廢渣制成微粉后，再作為水泥或混凝土的摻合料，例如，102718424公開了一種粒化高爐礦渣摻入固體增效劑共同研磨的高活性礦渣微粉，其比表面積為350-600m2/kg ；CN102665969公開了一種鎳微粉，該鎳微粉的平均粒徑為0.05-0.2 μ m ;硫含量是0.1-0.5質量％，并且0.6 μ m以上的粗大粒子在鎳微粉中所含有的比例按個數基準是50ppm以下。
[0005]由于鎳鐵渣，特別是鎳鐵渣在固體廢渣中占有重大的比例，但目前就如何充分利用鎳鐵渣，變廢為寶，是工業領域面臨的重大問題；并且現有技術沒有公開鎳鐵渣進行微粉化處理的報道。
【發明內容】
[0006]為了解決上述技術問題，充分利用鎳鐵渣，使其變廢為寶，本發明提供一種鎳鐵渣微粉及其制備方法。
[0007]本發明具體技術方案如下:
[0008]本發明提供一種鎳鐵渣微粉，以鎳鐵渣為原料，經磁選過程、粉磨過程制得比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉.[0009]優選地，所述鎳鐵渣微粉的比表面積為417.5m2/kg-547.6m2/kg。
[0010]本發明提供的鎳鐵渣微粉比表面積分布均勻，結晶性優良；并且該微粉內沒有粗大粒子混入。
[0011]進一步的改進，該鎳鐵渣微粉的含水量為0.2-0.4% ;玻璃體含量為90-93% ;密度為2.1-3.0g/cm3 ;三氧化硫的含量為0.05-0.12% ;氯離子含量為0.01-0.025%。
[0012]按照GB-T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》要求，對本發明不同比表面積的鎳鐵渣微粉進行不同指標的檢測；表明本發明的鎳鐵渣微粉可作為S75級別的微粉使用；并且不同比表面積的鎳鐵渣微粉的流動度、含水量、燒失量等指均滿足國標要求。
[0013]進一步的改進，該鎳鐵渣粒徑的D95小于IOmm ;含水量≤3%。其中“D95小于10mm”表示95%鎳鐵洛的粒徑小于10mm。
[0014]本發明通過控制原料鎳鐵渣的粒徑，及含水量能夠制得性能更好的鎳鐵渣微粉。
[0015]進一步的改進，鎳鐵渣主要化學成分以重量百分比計為:Si0240_50%，Al203l-6%,Ca010-15%, Mg020-30%, Fe02_10% ;優選地，該鎳鐵渣化學成分還包括以重量百分比計的如下成分:Ti020.07-0.09%, NiO0.1-0.2%, Cr2O30.6-0.7%, MnO0.3-0.4%, Na2O0.1-0.24%,K2O0.04-0.06%, SO30.1-0.2%, C025_7%。
[0016]進一步的改進，鎳鐵渣化學成分以重量百分比計包括如下成分:Si0246.3%，Α12033.4%, Ca012.1%，Mg024.2%, Fe06.37%, TiO20.086%, NiO0.124%, Cr2O30.652%,MnO0.382%, Na2O0.193%, K2O0.053%, SO30.175%, C025.92%。 [0017]鎳鐵渣的化學組成中Si02、Mg0、Ca0、Fe0、Al203占總成分的90%以上，組成中主要為非晶態礦物；因此，具有作為生產水泥和混凝土摻合料使用的成分和活性。
[0018]本發明另一方面還提供了鎳鐵渣微粉的制備方法，其中，該方法包括如下步驟:
[0019]a.將鎳鐵渣送入除鐵器，進行磁選；
[0020]b.稱取處方量的磁選后的鎳鐵渣，送入磨機內，進行粉磨，制得比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉。
[0021]進一步的改進，鎳鐵渣微粉的制備方法包括如下步驟:
[0022]a.將鎳鐵渣送入除鐵器，進行磁選；
[0023]b.將磁選后的鎳鐵渣進行干燥，干燥至鎳鐵渣的含水量< 3%，粉碎，收集粒徑小于10毫米的粗料；
[0024]c.稱取處方量的粗料，送入磨機內，進行粉磨，烘干，制得鎳鐵渣微粉；
[0025]d.將鎳鐵渣微粉送入分離器內，收集比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉。
[0026]更進一步的改進，在鎳鐵渣微粉的制備方法中，磨機的轉速為27.8r/min ;所述烘干溫度為500-800°C;優選地，步驟c還包括烘干后，降溫，出磨過程，出磨的溫度小于90°C。
[0027]本發明所提供的鎳鐵渣微粉的制備工藝簡單，并且通過磁選過程選出了磁性好的鎳鐵，可以再利用；同時該制備工藝成本低，適合工業化生產。
[0028]另一方面，本發明還提供了鎳鐵渣微粉用作水泥或混凝土的摻合料，所述摻量為40%-50% ;該摻量表示鎳鐵渣微粉占鎳鐵渣微粉和水泥重量和的百分比。在水泥或混凝土中摻入任何廢渣應滿足現行標準，如強度等級、MgO的最終含量及安定性等；本發明通過試驗得出，在水泥和混凝土中摻入鎳鐵渣30%摻量，壓蒸膨脹率為0.0088%, 40%摻量壓蒸膨脹率為0.0042%,該壓蒸數值均小于0.8%，符合標準。
[0029]本發明的有益效果如下:
[0030]I)本發明提供的鎳鐵渣微粉比表面積分布均勻，并且特定比表面積鎳鐵渣微粉具有很好的活性指數，符合國際S75級標準；并且含水量、燒失量等均符合GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》中的規定；
[0031]2)本發明的鎳鐵渣原料充足，并且通過對其主要化學成分的檢測表明，該鎳鐵渣制成微粉后，可作為水泥和混凝土的摻合料；此摻合料更重要的是在滿足混凝土的強度等級和性能的基礎上，降低水泥用量，從而降低成本，節能降耗；
[0032]3)本發明提供的鎳鐵渣微粉的制備工藝以“生產可靠、技術先進、節省投資、提高效益”為原則；制備工藝簡單，易操作，并且產生的粉塵、噪音、廢氣等少，適合工業化生產；[0033]4)本申請的 申請人:將鎳鐵渣制成微粉后，作為混凝土生產的摻合料，一期工程可消耗掉鎳鐵渣約68萬噸，全部項目實施完成后，每年可消耗點鎳鐵渣約130萬噸，同時摻加其他廢料的技術方案；由此得出本發明可減少鎳鐵渣對自然資源的消耗，實現單位產品的低資源消耗，發揮了混凝土工業服務于全社會的功能，同時也將最大限度的降低污染物的排放量，可達到以廢制廢，變廢為寶的目的；同時保護了生態環境，并且節約了資源，促進社會向環境友好型社會發展；
[0034]5)本發明屬于對環境污染的綜合治理，利用鎳鐵渣制成微粉后，再利用，可以由此減輕鎳鐵渣所造成的對大氣、土壤和水的污染，優化生態環境；
[0035]6)本發明的鎳鐵渣微粉可以通過低成本換取高附加值的經濟效益，本發明的原料鎳鐵渣的價格為每噸35元左右，水每噸1-3元左右，每度電0.5-1元；生產鎳鐵渣微粉的成本包括原輔料、工資、制造費用、財務費用、銷售費用等；本申請的 申請人:，預計年總成本費用為12000萬元左右，而正常年產鎳鐵渣微粉大約為120萬噸，每噸售價150噸，正常達產年年銷售收入18000萬元，實現稅后利潤2500萬元；由此可得知，本申請的 申請人:一方面可以通過鎳鐵渣利用獲得收益，另一方面可以通過減少鎳鐵渣堆放場地和節省鎳鐵渣堆放費用，取得效益；因此，表明本發明的鎳鐵渣微粉具有重大的經濟效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0036]實施例1
[0037]本發明提供比表面積分別為359.9m2/kg、417.5m2/kg、482.3m2/kg、547.6m2/kg 的鎳鐵渣微粉。
[0038]以上鎳鐵渣微粉的制備方法:
[0039]a.將鎳鐵渣送`入除鐵器，進行磁選；
[0040]b.將磁選后的鎳鐵渣進行干燥，干燥至鎳鐵渣的含水量< 3%，粉碎，收集粒徑小于10毫米的粗料；
[0041]c.稱取處方量的粗料，送入磨機內，磨機的轉速為27.8r/min，進行粉磨，烘干，烘干溫度為500°C，降溫，出磨，出磨溫度為80°C，制得鎳鐵渣微粉；
[0042]d.將鎳鐵渣微粉送入分離器內，收集以上不同比表面積的鎳鐵渣微粉。
[0043]對鎳鐵渣原料的化學成分進行檢測，檢測結果見表1 ;
[0044]表1鎳鐵渣化學成分分析結果
[0045]
【權利要求】
1.一種鎳鐵渣微粉，其特征在于，所述鎳鐵渣經磁選過程、粉磨過程制得比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉。
2.如權利要求1所述的鎳鐵渣微粉，其特征在于，所述鎳鐵渣微粉的比表面積為417.5m2/kg-547.6m2/kg。
3.如權利要求1所述的鎳鐵渣微粉，其特征在于，所述鎳鐵渣微粉的含水量為0.2-0.4% ;玻璃體含量為90-93% ;密度為2.1-3.0g/cm3 ;三氧化硫的含量為0.05-0.12% ;氯離子含量為0.01-0.025%。
4.如權利要求1所述的鎳鐵渣微粉，其特征在于，所述鎳鐵渣粒徑的D95小于10_;含水量≤3%。
5.如權利要求1所述的鎳鐵渣微粉，其特征在于，所述鎳鐵渣主要化學成分以重量百分比計為:Si0240-50%，Al203l-6%，Ca010-15%，Mg020-30%，Fe02-10% ;優選地，所述鎳鐵渣化學成分還包括以重量百分比計的如下成分:Ti020.07-0.09%, NiO0.1-0.2%，Cr2O30.6-0.7%，MnO0.3-0.4%, Na2O0.1-0.24%, K2O0.04-0.06%, SO30.1-0.2%, C025_7%。
6.如權利要求5所述的鎳鐵渣微粉，其特征在于，所述鎳鐵渣化學成分以重量百分比計包括如下成分:Si0246.3%, Al2O; 4%, Ca012.1%，Mg024.2%, Fe06.37%, TiO20.086%,NiO0.124%, Cr2O30.652%, MnO0.382%, Na2O0.193%, K2O0.053%, SO30.175%, C025.92%。
7.如權利要求1所述的鎳鐵渣微粉的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: a.將鎳鐵渣送入除鐵器，進行磁選； b.稱取處方量的磁選后的鎳鐵渣，送入磨機內，進行粉磨，制得比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉。
8.如權利要求7所述的鎳鐵渣微粉的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: a.將鎳鐵渣送入除鐵器，進行磁選； b.將磁選后的鎳鐵渣進行干燥，干燥至鎳鐵渣的含水量<3%，粉碎，收集粒徑小于10毫米的粗料； c.稱取處方量的粗料，送入磨機內，進行粉磨，烘干，制得鎳鐵渣微粉； d.將鎳鐵渣微粉送入分離器內，收集比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉。
9.如權利要求8所述的鎳鐵渣微粉的制備方法，其特征在于，所述磨機的轉速為27.8r/min ;所述烘干溫度為500-800°C ;優選地，所述步驟c還包括烘干后，降溫，出磨過程，所述出磨的溫度小于90°C。
10.如權利要求1-6任一所述的鎳鐵渣微粉，其特征在于，所述鎳鐵渣微粉用作水泥或混凝土的摻合料，所述摻量為30%-40%。
【文檔編號】C04B18/14GK103771739SQ201410012935
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】張志民 申請人:山東煒燁新型建材有限公司