1.本發明涉及冶煉廢渣無害化處理技術領域，具體涉及一種金屬冶煉廢渣衍生材料及其制備方法與應用。
背景技術：
2.隨著水泥、鋼鐵工業的發展，日益突出的能源、資源和環境問題已成為制約我國水泥、鋼鐵行業健康、可持續發展的關鍵因素。水泥行業的綠色、可持續發展面臨著巨大的環境壓力，礦物摻合料和混合材的高效利用可以降低普通硅酸鹽水泥用量，同時還可降低混凝土的生產成本。隨著礦渣和粉煤灰等優質礦物摻合料的資源短缺，急需開發更廣泛的優質礦物摻合料。
3.鋼鐵冶煉廢渣（以下簡稱鋼渣）是粗鋼冶煉過程中產生的廢渣，約占粗鋼產量的15％左右，但我國鋼渣利用率低（＜30％），大量的鋼渣堆存對土壤、環境、水資源等造成了極大的污染。鋼渣中的礦物主要包括c2s、鐵鋁鈣及鎂鐵相固溶體、c3s，f-cao、f-mgo等，與水泥的化學成分和礦物成分相似，具有一定的水化活性。但鋼渣的水化活性低，尤其其中較多的f-cao和f-mgo造成體積安定性不良，在混凝土或者砂漿中直接使用時，會與氧、二氧化碳以及水發生反應，反應生成的產物體積膨脹，硬化后的混凝土或者砂漿因局部體積膨脹產生暴裂而導致結構破壞甚至失效，嚴重的會帶來建筑或者路橋崩塌事故，從而嚴重限制了鋼渣作為礦物摻和料在建筑材料中的應用。其他金屬冶煉廢渣（如銅礦、鉛鋅礦、鎢礦、銻礦等）也存在同樣的情況。
4.將金屬冶煉廢渣粉磨成微粉可在一定程度上改善體積安定性和水化活性，但粉磨成本較高、且改善效果差。應用于混凝土、砂漿、預制件中時，水化反應時間明顯延長（即緩凝）導致施工成型效率降低，特別是氧、鎂的氧化物在后續與空氣和水接觸時，深度碳酸化過程引起成型部位強度降低、防護層減薄加速鋼筋生銹失效，更危險的是會發生4~7倍的體積膨脹而導致結構爆裂破壞。同時水泥鋼鐵、行業排放的二氧化碳占總工業碳排放的比重較大，減少水泥、鋼鐵行業的碳排放對全國實現碳達峰、碳中和的目標至關重要。
5.中國專利公開號cn 113072311a提出來一種用二氧化碳處理鋼渣提高鋼渣膠凝性的方法。該發明中在粉磨鋼渣的過程中通入二氧化碳，粉磨完畢后繼續通入二氧化碳處理，耗時長，且未提出優化鋼渣體積安定性和水化活性的方案，無法大規模應用。在此基礎上，中國專利cn 113979653a公開了一種鋼渣膠凝材料及制備方法和應用，添加液體外加劑和晶型控制劑形成納米碳酸鈣，以提高鋼渣的水化活性和在膠凝材
聲明：
“金屬冶煉廢渣衍生材料及其制備方法與應用” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：湖南大學
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2025年07月24日 ~ 26日 
