当前位置：文档之家 › 锰渣作水泥混合材的应用研究

锰渣作水泥混合材的应用研究

  • 格式：pdf
  • 大小：1.59 MB
  • 文档页数：2

新型建材0　引言我国电解锰产量占全球的98%以上，是世界电解锰生产、消费和出口大国[1，2]。

2008-2018年，这十年我国平均每年约生产125万吨电解锰渣。

据统计，我国每生产1吨电解锰，伴随着产生约9-11吨锰渣[3，4]，即我国每年会产生约1250万吨锰渣。

锰渣是碳酸锰矿石经处理后的酸浸渣、硫化渣和阳极渣的混合体[5，6]。

锰渣的露天堆积占用了我国大量的土地资源，锰渣中的重金属随雨水也对我国土壤及水资源造成了严重的污染。

因此如何将锰渣变废为宝、利用起来，对我国环境、国民经济有着重要的意义。

本文对锰渣物理化学性能进行了分析，就其作为混合材应用于水泥生产中进行了研究。

1　原材料与试验方法1.1　原材料1.1.1　锰渣本研究所用到的锰渣为经约1200℃煅烧处理后的锰渣，颜色为灰色，粒径约小于15mm，多为粉料。

表1为锰渣的物理性能分析结果。

锰渣的含水率为0.2%，密度为3.1g/cm3。

80μm标准筛筛余为5%，比表面积为400m2/kg。

表1　锰渣的物理性能原材料物理性能形貌描述含水率/%密度/（g/cm3）球磨后细度（80μm筛余/%）锰渣块状+粉体0.2 3.1 5.0图1为锰渣XRD分析结果，可见锰渣中含有的主要矿物为C3S、C2S、CaSO4和SiO2。

表2为原材料的化学分析测试结果。

可见锰渣中主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO，其中Cl-含量为0.01%、K2O含量为0.23%、Na2O含量为0.11%，含量均较低。

图1　锰渣XRD衍射结果表2　锰渣化学成分分析结果原材料化学组成/%烧失量SiO2Al2O3Fe2O3T iO2CaO MgO SO3Cl-K2O Na2O 锰渣 1.8730.4612.53 5.970.3336.99 3.88 6.990.010.230.111.1.2　水泥熟料本研究所用到的水泥熟料生产厂家为池州海螺水泥股份有限公司。

1.2　试验方法本研究所用到的试验方法主要参考GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》和GBT17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》。

2　结果与讨论2.1　锰渣重金属浸出与放射性表3为锰渣的重金属浸出毒性试验结果，其中0#为锰渣作水泥混合材的应用研究Study on application of manganese slag as cement mixture程淑君 陶宗硕 施学宝（中国建材检验认证集团安徽有限公司，安徽 合肥 230051）摘要：本文采用X-ray衍射（XRD）、化学分析、放射性及重金属浸出测试方法，研究了锰渣物化特性及其活性。

结果表明，锰渣主要化学成份为SiO2和CaO，且部分以C3S和C2S矿物相存在，其放射性和重金属浸出结果均小于标准值，当锰渣的比表面积为400m2/kg，掺量为30%，其活性指数可达到95%。

因此，锰渣可作为水泥混合材应用于水泥生产。

关键词：锰渣；水泥混合材；活性指数Abstract: In this paper, the thysicochemical properties and activity of manganese slag were investigated by using X-ray diffraction, chemical analysis, radioactive and heavy metal leaching test. The results show that the main chemicalcomposition of manganese slag is SiO2 and CaO, which partially exist in mineral phases of C3S and C2S, and both theradioactive value and content of heavy metal are under standard value. When the specific surface area of manganese slag is 400 m2/kg and its dosage is 30%, the activity index is 95%. Therefore, manganese slag can be used as the mixed materials of cement.Keywords: manganese slag; cement mixture; activity index中图分类号：TB302.1； TQ172.4　文献标识码：B　文章编号：1003-8965（2019）04-0048-024849新型建材GB5085.3-2007中浸出毒性鉴别标准值。

可见锰渣重金属浸出毒性符合GB5085.3-2007《危险物鉴别标准 浸出毒性鉴别》的标准要求。

表3　重金属浸出毒性测试结果NO.检测结果（mg/L ）CrNiPbZnCr 6+HgSeCdCN -F -0#≤5≤5≤5≤100≤5≤0.1≤1≤1≤5≤100锰渣0.064<0.01<0.050.011<0.005<0.1<0.01<0.003<0.0050.43表4为锰渣的放射性测试结果，可以得出锰渣的内照射指数为0.22，外照射指数为0.29。

可见锰渣的放射性符合GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》的规定。

表4　放射性指数及内、外照射指数测试结果项目C Ra226①C Th232①C K40①内照射指数②外照射指数②锰渣41.8024.89303.860.220.29①测定结果单位为Bq/kg ，②相关标准要求小于1.0。

通过锰渣XRD 、物理性能和化学成分分析得出锰渣中的主要矿物为C 3S 、C 2S 、CaSO 4和SiO 2，重金属浸出毒性和放射性均满足相关标准要求。

可见锰渣中具有胶凝作用的C 3S 、C 2S 矿物。

2.2　锰渣对水泥基材料力学性能影响表4为锰渣作水泥混合材的试验方案及试验结果。

其中1#方案为对照试验（5%石膏+95%熟料），2#、3#、4#和5#方案为锰渣作混合材用试验方案，掺量分别为10%、20%、30%和40%，其中4#方案为锰渣活性测试方案。

从表4中可以得出锰渣3d 和28d 强度活性指数分别为83%和95%，可见锰渣的活性指数满足GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中的粉煤灰活性指数要求，其标准中要求为28d 活性指数不小于70%。

3　结语根据锰渣化学分析结果、放射性测试结果、浸出毒性测试结果、活性指数测试结果，可以得出结论：锰渣可以作为混合材应用于水泥生产中，当锰渣的细度（80μm 标准筛筛余）为5%，比表面积为400m 2/kg 时，其28d 活性指数满足GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中的粉煤灰活性指数要求。

参考文献[1]车丽诗，雷鸣.锰渣资源化利用的研究进展[J].中国锰业，2016，34（3）：127-130.[2]杨晓红，向欣，林丽荣，张露露.电解锰渣综合利用研究进展[J].铜仁学院学报，2018，20（03）：38-42.[3]李思思，杨朝霞，雷洋等.电解锰渣回收氨氮的工艺条件[J].吉首大学学报（自然科学版），2016，37（4）：57-60.[4]朱志刚.电解金属锰渣制备泡沫混凝土实验研究[J].环境工程，2016（12）：118-121.[5]高武斌，王志增，赵伟洁等.电解锰渣复合Fe -Mn -Cu -Co 系红外辐射材料的制备及性能研究[J].功能材料，2015，46（6）：6076-6080.[6]王积伟，周长波，杜兵等.电解锰渣无害化处理技术[J].环境工程学报，2014，1（4）：329-333.表5　抗折、抗压强度测试结果NO.锰渣掺量/%3d28d抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 1#0 6.638.98.759.42#10 6.536.98.257.83#20 6.433.17.856.74#30 6.032.37.856.35#405.231.27.854.2锰渣活性指数/%83954　效益分析表2　效益分析效益内容BIM 排砖技术高精砌块技术效益直观反映图纸问题，简化图纸会审，减少图纸变更+可免除抹灰施工工序商务效益降低砌体损耗率，节省成本+减少抹灰费用及安全文明施工费用工程效益图纸与现场结合紧密，便于现场管理，减少返工+缩短工期，降低赶工引起的安全隐患质量效益提供精确施工样板、图纸，提高施工质量+高精度，减少质量通病，提高一次成型率绿色效益减少材料浪费，改善现场环境+可免除抹灰施工造成的楼板污染基于BIM 排砖运用的高精砌块施工技术的效益分析（见表2）。

5　结语综上所述，结合BIM 排砖运用及高精砌块施工技术两者的优点，从根源处减少砌体损耗、降低施工成本、减少质量通病、缩短工期。

随着BIM 应用及高精砌块这类新技术、新材料的快速发展，基于BIM 排砖运用的高精砌块施工技术将具有更强的适用性，更符合绿色施工的要求，将在更多的工程中推广应用。

参考文献[1]陈柯仔，周荣中.高精砌块免抹灰施工技术[J].施工技术，2017，46（Z ）：669-701.[2]GB 11968—2006，蒸压加气混凝土砌块标准[S].[3]GB 50003—2011，砌体结构设计规范[S].[4]王轶群，何波，等.BIM 技术应用基础[M].北京：中国建筑工业出版社，2015：38 -63.（上接第55页）。

合集下载

锰渣在水泥熟料煅烧中的应1

锰渣在水泥熟料煅烧中的应1

关于锰铁合金渣用作水泥矿化剂技术分析水泥工艺工程师：胡廷普2005年10月8日于贵州锰渣在水泥熟料煅烧中的应用某立窑水泥厂为节能降耗、变废为宝，将当地丰富的锰渣加以利用，作为原料来制备水泥生料。

锰渣是钢铁厂冶炼锰铁的废渣，二氧化锰含量在30%左右。

该厂同时在生料中单掺萤石矿化剂，生料Fe2O3控制在2.2±0.2、饱和比为0.94±0.02,在试生产过程中，熟料强度下降很多，混合材掺量低，有时甚至不掺混合材，生产成本高。

根据以上现象，分析认为锰渣中主要成份MnO2在高温下分解为Mn2O3（分解温度为其沸点535℃）取代Fe2O3生成锰铝酸四钙（C4AM），造成三率值实际值偏低，以致减少了C3S和C3A的生成量，增加了铁相量，从而导致熟料强度尤其是早期强度下降。

综合其它影响因素，该厂采取了如下措施：由于锰对生料易烧性及水泥熟料的抗压强度有不利的影响，故严格控制生料中MnO2的含量应小于1.3%；煅烧熟料时，烧成带温度控制为≥1400℃；由于锰渣具有矿化剂的作用，故取消了萤石矿化剂；在生料配料计算时，将MnO2和Fe2O3算在一起，避免三率值实际值偏低。

具体计算公式为：KH=(C－1.65A－0.35F－0.32MnO2)/2.8S; SM=S/(A＋F ＋0.91MnO2); IM=A/(F＋0.91MnO2)。

掺入锰渣后，由率值计算熟料矿物组成的公式也相应改变：C3S=3.8(3KH－2)S;C2S=8.6(1－KH)S;C3A=2.65(A－0.64F－0.59MnO2); C4AF=3.04F; C4AM=2.78MnO2。

同时严格控制成球粒径和水分，使5—7mm颗粒生料球在95%以上，料球水分在12.0％±0.5%以内。

调整后通过在窑上试烧，窑内上火快、通风良好、底火均匀，熟料游离氧化钙在2.5%以下，安定性合格，强度3天和28天分别达到30Mpa、60Mpa，产量与以前相比提高了10%。

在水泥生产中提高电解锰渣利用率的研究与应用

在水泥生产中提高电解锰渣利用率的研究与应用


设 备 “ 姻 ” 首 先 用 积 聚 的 阳光 加 热 圆柱 内 的二 氧 化铈 ， 联 ． 然后 朝 反应 器 中输入 水蒸 气 和二 氧化 碳 ． 测 量流 出 的氢 并
气 和一 氧化 碳 的量
时 ． 自动 地从 其结 构 内释 放 出氧气 ； 会 接着 将 其冷 却 ， 气 氧
离 开后 留下 的空 白需 要新 氧气 来填 满 在 约为 ９ ０ ０ ％的较
水泥 的产 量 和质量 基本 没有 不 良影 响
广西 建 材 产 品质 量 监 督 检验 站 采 用化 学 分 析 方 法对 天等 、 大新 等 地 的 电解 锰 渣 的基 本 性 能 进行 了分 析 ． 果 结 表 明 ， 电 解 锰 渣 中 Ｃ Ｓ ４ ２ ２ Ｓ ２Ｓ ３Ａ１ ３Ｃ Ｏ 和 ａ Ｏ ・Ｈ ０、ｉ 、Ｏ 、 ２ 、 ａ ０ ０ Ｆ ２ 总量 占 ８ ％以上 ，试验 研究 了废锰 渣替 代 石膏 作 ｅ０ 的 ０
套 巨大 的 曲面镜 ． 可大 范 围收集 太 阳光 。科 学 家让 这 两个
新 方 法分 两 步 进 行 ： 先 ， 用太 阳光 散 发 的 高温 将 首 使 二 氧化 铈分 解 为铈 和氧气 ： 然后 在低 温 下将 二 氧化 碳和 水
变 为一 氧化 碳 和氢气 。 当将 二 氧化 铈加 热至 约 １０ ％高 温 ５０
综 合 利用 电解 锰渣 总量 的最 大理 论值 可达 ０２ ． ｔ
３ 实 验 结 果 及 分 析
源 、 源 。水 泥企 业具 有 资 源综 合利 用减 少 环境 污 染 的先 能
天 有利 条 件 ． 且 没 有 二次 污 染 隐 患 ． 并 只要 通 过 适 当 的工
艺配 方 ，对水 泥生 产工 艺及Байду номын сангаас装 备 系统 的正 常 操作 运 转 、 对
2021年水淬锰渣在建筑材料中综合利用研究现状论文

2021年水淬锰渣在建筑材料中综合利用研究现状论文

水淬锰渣在建筑材料中综合利用研究现状论文水淬锰渣是锰矿石冶炼生铁过程中排出的工业废渣，也叫锰铁合金渣，是在高温熔融状态下经水淬急冷形成的一种锰含量比普通高炉矿渣高的矿渣。

由于我国锰铁矿品味较低、杂质含量高、矿床规模小、可选性差等特点，在锰铁合金冶炼过程中产生了大量的水淬锰渣，水淬锰渣产生量约为锰铁合金产量的2～2.5倍，年产生约1800万t水淬锰渣，贵州省每年水淬锰渣排放量大约300万t。

由于现有技术还不完善，水淬锰渣的综合利用比例较低，水淬锰渣大部分采用堆填处理。

随着经济和社会的发展，环保要求越来越高越来越严格，水淬锰渣必须进行无害化资源化处理。

因此，如何高效高附加值地回收利用水淬锰渣成为现在亟需解决的问题。

水淬锰渣的综合利用对钢铁冶炼工业的可持续发展及循环经济发展有着非常重要的影响。

水淬锰渣外观浅绿色、绿色或深棕色，呈疏松不规则颗粒状，易磨性差，松散容重700～900 kg/m3，密度2500～2800 kg/m3，含水量较高，一般在40%左右。

我国部分地区水淬锰渣的化学成分见表1。

不同产地的水淬锰渣化学成分略有不同，水淬锰渣化学成分以SiO2和CaO为主，两者含量之和占到50%以上，部分高达80%，其次是Al2O3、MgO、MnO、Fe2O3等。

水淬锰渣主要矿物组成以玻璃体为主（约占85%以上），还有镁蔷薇辉石、锰钙辉石、钙铝黄长石、硅酸二钙以及少量的硅酸三钙。

水淬锰渣含有硅酸二钙和镁蔷薇辉石等活性或潜在水凝性和火山灰性物质，因此水淬锰渣可作为混凝土掺合料和水泥混合材使用。

水淬锰渣由一些形状不规则的多孔非晶质颗粒组成，粒径主要集中在0.25～5 mm，锰渣的有害元素均未超过排放标准，放射性符合GB6566-xx《建筑材料放射性核元素 ___》要求，可用于生产建筑物室内、外饰面用的建筑材料，以及用于制备室外地砖的建筑材料。

3.1 水淬锰渣用于混凝土研究水淬锰渣经机械激发、化学激发或机械-化学激发等激发活性后，水淬锰渣微粉具有较高活性（可达S75级以上），其在混凝土中的掺量也随之增加。

浅议锰渣水泥混凝土的应用

浅议锰渣水泥混凝土的应用


定 比例 部分 替代水 泥 ，配制成 符合质 量要 求的混凝
土 。根据 《 于水 泥 中的粒 化高 炉矿 渣 》 （ ／ 用 ＧＢ Ｔ ２３ ２ ０ ０ － ０ ８）的规定 及 《 普通混凝 土 配合 比设 计规 程 》 （ ＧＪ５ － ２ ０ Ｊ ５ ０ ０）确定混凝 土试件 配合 比 （ 见 表 １）；按照现行 国家标准 《 普通混凝 土力学性能试 验方法 》进行试验 ，实测数据 见表 ２ 。
１ 锰 渣 水 泥 混凝 土的 应 用
应 用 锰 渣 水 泥 混 凝 土 可 以 大 量
剂 。 活性 激 发 剂 为 天 然 石 膏 、芒 硝 和 明矾 中的 一 种 ，混 合 均 匀 。 根 据所 要 求 的 混 凝 土 的 强 度 ，锰 渣微 粉掺 入 量
利 用锰 渣 ，将 锰 渣 处 理 后 替 代 普 通 水
锰 渣 水 泥 混 凝 土 的 开 发 应 用 ，还 可 以 从 根 本 上 解 决 水 泥 生产 对 环境 的 巨大 破 坏 及污 染 。
过 干筛 法干 筛后 ，按一 定 比例 替代 水 泥配制 成 的混 凝土 称 为锰 渣水 泥
混 凝 土 。 试 验 证 明 ， 若 以 ４ ％以 下 Ｏ
万ｔ ８ ．７ ｔ ～７ ４ ２ｉ 。对 锰渣资 源进行 开
发 ，将其 烘 干 至 含水 率 小 于 ｌ ％，放 入
要 发 展 方 向 ，对 资 源 循 环 利 用 具 有 十分 重 ／ ｇ～ ０ ｍ ｋ
６ ０ ／ ｇ，加 入 Ｏ ～５ ０ ｍ ｋ ％ ％活 性 激 发
的标养强度分别为 １ ．ＭＰ 、２ ．ＭＰ 、４ ．ＭＰ ． ６８ ａ ６３ ａ ０４ ａ
这表 明锰 渣混 凝 土早 期强 度 略低 ，但 ２ ｄ 以后 的 ８及 强度增 长 显著 。早期锰 渣不参 与水化 反应 ，随着 龄