本發(fā)明涉及冶金渣資源綜合利用新，更具體地說，涉及一種熔融態(tài)含釩鋼渣調(diào)質(zhì)改性劑。

背景技術(shù)：

1、經(jīng)過檢測，含釩鋼渣的礦相組成主要為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、釩酸鐵和鐵鋁酸四鈣，還有少量ro相、游離cao、游離mgo和未被分離出來的鐵單質(zhì)，與硅酸鹽水泥熟料組成相似。而我國關(guān)于礦渣作為制備水泥熟料的摻合料，其研究開始于上世紀(jì)五六十年代，七十年代初建材院就首先開始將鋼渣作為水泥混合材進(jìn)行了相關(guān)的研究，之后便出現(xiàn)了一系列關(guān)于固硫渣、粉煤灰、高爐渣等工業(yè)廢渣作為制備水泥熟料的新型礦物摻合料的研究。礦物摻合料在制備水泥熟料中應(yīng)用，不僅僅是在水泥生產(chǎn)中利用了工業(yè)廢渣，減少了廢渣相起的環(huán)境污染及土地占用，更降低了混凝土的制造成本和資源消耗。盡管如此對于含釩鋼渣在水泥領(lǐng)域的應(yīng)用研究仍具有一定難點，仍存在相當(dāng)多的問題。因此，含釩鋼渣沒有被大規(guī)模資源化利用的關(guān)鍵性原因還是在于含釩鋼渣活性低、易性差、組成波動大；另一方面也是由于在水泥混凝土中使用量有限，且生產(chǎn)成本高、經(jīng)濟(jì)性偏差。為了進(jìn)一步實現(xiàn)含釩鋼渣的大規(guī)模應(yīng)用，需要對其進(jìn)行活性激發(fā)來改善其存在的問題。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，針對含釩鋼渣活性低、易性差的難題，目前技術(shù)路線是通過使用活性激發(fā)劑來提高含釩鋼渣的活性，如經(jīng)檢索：

3、中國發(fā)明專利申請?zhí)?02111246361.0，申請公布日：2022年01月07日，發(fā)明創(chuàng)造名稱：一種復(fù)合鋼渣活性激發(fā)劑及其制備方法和鋼渣水泥。中國發(fā)明專利申請?zhí)?02111284809.8，申請公布日：2021年12月31日，發(fā)明創(chuàng)造名稱：一種鋼渣活性激發(fā)劑及活性鋼渣。

4、上述兩該發(fā)明專利均是通過主要配比脫硫石膏、堿渣并配合其它物質(zhì)制備鋼渣活性激發(fā)劑，并將其與鋼渣微粉和水泥混合制備鋼渣水泥。

5、再比如，中國發(fā)明專利申請?zhí)?02211128811.0，申請公布日：2022年12月06日，發(fā)明創(chuàng)造名稱：一種鋼渣早起活性激發(fā)劑及其制備方法和應(yīng)用，該發(fā)明專利主要通過配比生石灰10～25％、二乙醇單異丙醇胺5～15％、偏高嶺土30～45％制備鋼渣早期活性激發(fā)劑，其能夠在小摻量條件下有效提升鋼渣的早期活性，對后期的力學(xué)性能和工作性能也有一定的提升效果；并且通過對鋼渣活性的改善，可以進(jìn)一步提高鋼渣在膠凝材料中的用量，對減少水泥的用量、提高鋼渣的綜合利用率具有積極效應(yīng)。

6、上述專利均表明，使用該激發(fā)劑確實能提高鋼渣活性，且該激發(fā)劑的組分原料價格低廉，對廢棄鋼渣和廢渣進(jìn)行再利用，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益的多重優(yōu)化。但從鋼渣資源最大化利用的角度上看，由于鋼渣成分與水泥成分的區(qū)別，若僅僅是從改變活性的角度出發(fā)思考問題，那注定了鋼渣在應(yīng)用于水泥領(lǐng)域時不能資源最大化，上述專利的出發(fā)點也僅僅是在添加一定量鋼渣的水泥中，如何通過使用活性激發(fā)劑提高這部分鋼渣的活性，使得水泥性能進(jìn)一步提高或不受影響，做到鋼渣的全量化利用。而且使用活性激發(fā)劑時，鋼渣的活性提高程度有限。

7、此外，通過檢索發(fā)現(xiàn)上述公知技術(shù)只限于使用普通鋼渣，而對于富含金屬釩(或五氧化二釩)的吹釩生產(chǎn)冶煉鋼渣，即含釩鋼渣的資源化利用幾乎沒有涉及到。然而現(xiàn)今隨著新能源電池的廣泛應(yīng)用，作為釩液流電池原料的五氧化二釩被大量使用，這就導(dǎo)致含釩鋼渣的大量產(chǎn)生，而如何資源化利用好低釩含量的鋼渣是目前比較棘手的一項技術(shù)難題。故，亟需一種含釩鋼渣調(diào)質(zhì)改性劑，將鋼渣中的五氧化二釩轉(zhuǎn)化為無害的堿金屬鹽，從而使得含釩鋼渣最終形成的產(chǎn)物符合水泥熟料的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1、發(fā)明要解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明的目的在于提供一種熔融態(tài)含釩鋼渣調(diào)質(zhì)改性劑，以解決現(xiàn)有含釩鋼渣利用率不高的問題，通過優(yōu)化調(diào)質(zhì)改性劑配方，使得熔融態(tài)含釩鋼渣直接轉(zhuǎn)化為符合標(biāo)準(zhǔn)的水泥熟料，擴(kuò)大了含釩鋼渣在制備水泥熟料領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

3、2、技術(shù)方案

4、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

5、作為本技術(shù)的第一方面，本技術(shù)提供了一種熔融態(tài)含釩鋼渣調(diào)質(zhì)改性劑，包括：a組分：si粉，以調(diào)整含釩鋼渣中全鐵含量；

6、b組分：主要包括caf2，以調(diào)節(jié)熔融態(tài)含釩鋼渣的流動特性以及活性；

7、c組分：主要包括生石灰、na2o和k2o，以調(diào)整含釩鋼渣中五氧化二釩組分及堿度。

8、需要說明的是，a組分和b組分用于含釩鋼渣改性，c組分用于含釩鋼渣改質(zhì)。

9、進(jìn)一步地，b組分和c組分的顆粒碎末直徑小于3mm。

10、進(jìn)一步地，b組分還包括nacl。

11、進(jìn)一步地，b組分還包括sio2和caco3。其中，sio2可以調(diào)節(jié)含釩鋼渣的酸堿度，可以減少生石灰的用量。caco3加熱分解氣泡，能促進(jìn)后續(xù)高溫反應(yīng)動力學(xué)，起到攪拌作用。

12、進(jìn)一步地，b組分中，以質(zhì)量份數(shù)計，caf2為80～92份、sio2為3.7～6.3份、caco3為1.2～2.0份、nacl為13～15份。

13、進(jìn)一步地，b組分為含水量小于1％的螢石，螢石中固定caf2質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于80％，通過對螢石在120℃下連續(xù)烘干至少5小時。

14、進(jìn)一步地，c組分中，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3.56％～6.88％的na2o和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6.03％～7.87％的k2o。

15、進(jìn)一步地，c組分中，na2o和k2o質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為11.31～13.56％。

16、進(jìn)一步地，c組分包括生石灰和玻璃碎末。

17、進(jìn)一步地，玻璃碎末中主要物質(zhì)為：sio2為73.93％、al2o3為4.13％、cao為10.02％、na2o+k2o為11.31％。

18、進(jìn)一步地，按重量份數(shù)計，3.4～3.9份的a組分，3.0～3.8份的b組分，36.5～58.4份的c組分。

19、作為本技術(shù)的第二方面，上述調(diào)質(zhì)改性劑在對含釩鋼渣調(diào)質(zhì)改性時，需要控制熔融態(tài)含釩鋼渣的溫度在1350℃以上。

20、3、有益效果

21、采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

22、(1)本發(fā)明的調(diào)質(zhì)改性劑直接對熔融態(tài)含釩鋼渣進(jìn)行熱態(tài)改質(zhì)，充分利用了熔融態(tài)含釩鋼渣的余熱；通過加入調(diào)質(zhì)改性劑，使含釩鋼渣的最終形成產(chǎn)物符合水泥熟料的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)；總的來說本發(fā)明的調(diào)質(zhì)改性劑主要是作用于兩方面：一是調(diào)整含釩鋼渣成分與水泥熟料一致，二是改變含釩鋼渣性能達(dá)到水泥熟料標(biāo)準(zhǔn)；解決了現(xiàn)有改質(zhì)料與高溫鋼渣混合不均、改質(zhì)不充分和現(xiàn)有鋼渣改質(zhì)工藝投資大、運行費用高等問題。

23、(2)本發(fā)明的調(diào)質(zhì)改性劑不僅能降低含釩鋼渣中全鐵量、將含釩鋼渣中原有害釩氧化物改性變?yōu)闊o害的堿金屬釩鹽(釩酸鈉或釩酸鉀)，進(jìn)一步降低原鋼渣中的含釩量，提高含釩鋼渣活性，也使含釩鋼渣成分與水泥熟料相匹配，進(jìn)一步擴(kuò)大了含釩鋼渣在制備水泥熟料的利用程度；通過調(diào)質(zhì)改性劑組分比例的及溫度的調(diào)整，含釩鋼渣制備水泥熟料的最終產(chǎn)物以c3s、c2s、c3a、c4af為主，其中c3s含量大于50％，c3s和c2s總量達(dá)75％以上，達(dá)到水泥熟料成分的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。