鎳鐵渣微粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)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(jīng)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(shù)，符合國際S75級標(biāo)準(zhǔn)；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?；郀t礦渣粉》中的規(guī)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(shí)現(xiàn)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(yōu)化生態(tài)環(huán)境，并且可通過低成本換取高附加值，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【專利說明】鎳鐵渣微粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于綠色墻體材料領(lǐng)域，特別涉及一種鎳鐵渣微粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳鐵冶煉企業(yè)，一般用進(jìn)口紅土型氧化鎳礦為原料，經(jīng)冶煉、還原并熔制成粗制鎳鐵和爐渣，再經(jīng)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(fèi)，而且占用土地，惡化周邊生態(tài)環(huán)境，給人們的健康和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來危害；此外，企業(yè)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(fā)利用資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的首要任務(wù)之一。
[0003]目前，對鎳鐵渣、高爐礦渣等固體廢渣的開發(fā)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(yīng)用。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)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?；郀t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(zhì)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(shù)基準(zhǔn)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(yè)領(lǐng)域面臨的重大問題；并且現(xiàn)有技術(shù)沒有公開鎳鐵渣進(jìn)行微粉化處理的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，充分利用鎳鐵渣，使其變廢為寶，本發(fā)明提供一種鎳鐵渣微粉及其制備方法。
[0007]本發(fā)明具體技術(shù)方案如下:
[0008]本發(fā)明提供一種鎳鐵渣微粉，以鎳鐵渣為原料，經(jīng)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(yōu)選地，所述鎳鐵渣微粉的比表面積為417.5m2/kg-547.6m2/kg。
[0010]本發(fā)明提供的鎳鐵渣微粉比表面積分布均勻，結(jié)晶性優(yōu)良；并且該微粉內(nèi)沒有粗大粒子混入。
[0011]進(jìn)一步的改進(jìn)，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?；郀t礦渣粉》要求，對本發(fā)明不同比表面積的鎳鐵渣微粉進(jìn)行不同指標(biāo)的檢測；表明本發(fā)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(biāo)要求。
[0013]進(jìn)一步的改進(jìn)，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(fā)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(jìn)一步的改進(jìn)，鎳鐵渣主要化學(xué)成分以重量百分比計為:Si0240_50%，Al203l-6%,Ca010-15%, Mg020-30%, Fe02_10% ;優(yōu)選地，該鎳鐵渣化學(xué)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(jìn)一步的改進(jìn)，鎳鐵渣化學(xué)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(xué)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(tài)礦物；因此，具有作為生產(chǎn)水泥和混凝土摻合料使用的成分和活性。
[0018]本發(fā)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(jìn)行磁選；
[0020]b.稱取處方量的磁選后的鎳鐵渣，送入磨機(jī)內(nèi)，進(jìn)行粉磨，制得比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉。
[0021]進(jìn)一步的改進(jìn)，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(jìn)行磁選；
[0023]b.將磁選后的鎳鐵渣進(jìn)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(jī)內(nèi)，進(jìn)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(nèi)，收集比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉。
[0026]更進(jìn)一步的改進(jìn)，在鎳鐵渣微粉的制備方法中，磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為27.8r/min ;所述烘干溫度為500-800°C;優(yōu)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(fā)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(yè)化生產(chǎn)。
[0028]另一方面，本發(fā)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(yīng)滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，如強(qiáng)度等級、MgO的最終含量及安定性等；本發(fā)明通過試驗(yàn)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(shù)值均小于0.8%，符合標(biāo)準(zhǔn)。
[0029]本發(fā)明的有益效果如下:
[0030]I)本發(fā)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(shù)，符合國際S75級標(biāo)準(zhǔn)；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?；郀t礦渣粉》中的規(guī)定；
[0031]2)本發(fā)明的鎳鐵渣原料充足，并且通過對其主要化學(xué)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(qiáng)度等級和性能的基礎(chǔ)上，降低水泥用量，從而降低成本，節(jié)能降耗；
[0032]3)本發(fā)明提供的鎳鐵渣微粉的制備工藝以“生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)省投資、提高效益”為原則；制備工藝簡單，易操作，并且產(chǎn)生的粉塵、噪音、廢氣等少，適合工業(yè)化生產(chǎn)；[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(chǎn)的摻合料，一期工程可消耗掉鎳鐵渣約68萬噸，全部項(xiàng)目實(shí)施完成后，每年可消耗點(diǎn)鎳鐵渣約130萬噸，同時摻加其他廢料的技術(shù)方案；由此得出本發(fā)明可減少鎳鐵渣對自然資源的消耗，實(shí)現(xiàn)單位產(chǎn)品的低資源消耗，發(fā)揮了混凝土工業(yè)服務(wù)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(dá)到以廢制廢，變廢為寶的目的；同時保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，并且節(jié)約了資源，促進(jìn)社會向環(huán)境友好型社會發(fā)展；
[0034]5)本發(fā)明屬于對環(huán)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(yōu)化生態(tài)環(huán)境；
[0035]6)本發(fā)明的鎳鐵渣微粉可以通過低成本換取高附加值的經(jīng)濟(jì)效益，本發(fā)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(chǎn)鎳鐵渣微粉的成本包括原輔料、工資、制造費(fèi)用、財務(wù)費(fèi)用、銷售費(fèi)用等；本申請的 申請人:，預(yù)計年總成本費(fèi)用為12000萬元左右，而正常年產(chǎn)鎳鐵渣微粉大約為120萬噸，每噸售價150噸，正常達(dá)產(chǎn)年年銷售收入18000萬元，實(shí)現(xiàn)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(jié)省鎳鐵渣堆放費(fèi)用，取得效益；因此，表明本發(fā)明的鎳鐵渣微粉具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【具體實(shí)施方式】
[0036]實(shí)施例1
[0037]本發(fā)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(jìn)行磁選；
[0040]b.將磁選后的鎳鐵渣進(jìn)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(jī)內(nèi)，磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為27.8r/min，進(jìn)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(nèi)，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(xué)成分進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表1 ;
[0044]表1鎳鐵渣化學(xué)成分分析結(jié)果
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種鎳鐵渣微粉，其特征在于，所述鎳鐵渣經(jīng)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(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(xué)成分以重量百分比計為:Si0240-50%，Al203l-6%，Ca010-15%，Mg020-30%，F(xiàn)e02-10% ;優(yōu)選地，所述鎳鐵渣化學(xué)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(quán)利要求5所述的鎳鐵渣微粉，其特征在于，所述鎳鐵渣化學(xué)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(quán)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(jìn)行磁選； b.稱取處方量的磁選后的鎳鐵渣，送入磨機(jī)內(nèi)，進(jìn)行粉磨，制得比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉。
8.如權(quán)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(jìn)行磁選； b.將磁選后的鎳鐵渣進(jìn)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(jī)內(nèi)，進(jìn)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(nèi)，收集比表面積為359.9-550m2/kg的鎳鐵渣微粉。
9.如權(quán)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(jī)的轉(zhuǎn)速為27.8r/min ;所述烘干溫度為500-800°C ;優(yōu)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(quán)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(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】張志民 申請人:山東煒燁新型建材有限公司