转炉钢渣物相组成及其显微形貌

利用XRF、XRD和SEM+EDS对本钢转炉钢渣的物相组成及其显微形貌进行研究.结果表明,该钢渣为高碱度钢渣,钢渣中的主要物相有硅酸二钙、硅酸三钙、铁酸二钙以及RO相,还有少量二氧化硅相和金属铁相.铁酸二钙相呈无规则状或絮状、RO相呈骨骼状或絮状分布于硅酸二钙相和硅酸三钙相的基体上. XRD不能完全检出钢渣中的所有物相,需配以SEM+EDS综合分析.     

不同碱度钢渣显微形貌及物相变化分析研究

采用矿相显微镜、扫描电镜和矿物自动解离系统对不同碱度的钢渣进行物相的微观形貌、化学成分、物相定量组成、主要元素的赋存状态和含铁物相的嵌布特征进行分析。矿相显微镜和扫描电镜下物相形貌分析结果表明, 4组钢渣形貌主要由方形状、圆粒状和无定形状的金属矿物,小颗粒粒状集合体和长板状的硅酸盐矿物组成;组成这4组钢渣的物相主要包括硅钙氧化物、钙铁氧化物和铁镁钙固溶体;高碱度和低碱度的钢渣中铁和硅的元素赋存特征结果表明,这两种元素均是以硅酸二钙、铁酸钙、RO相和硅酸三钙为赋存载体的;含铁物相的嵌布特征测定结果显示,硅酸二钙、铁酸钙和RO相3种物相相互包裹,形成一种相互包裹的复合体。     

酸性氧化物对转炉钢渣的改性作用

分别研究了酸性氧化物SiO2、B2O3、P2O5对转炉钢渣中f-CaO的消解作用。实验结果表明,当SiO2、B2O3、P2O5掺加量与f-CaO摩尔质量比均为1∶3时,钢渣中f-CaO的质量分数由4.27%降低到0.5%以下。即SiO2、B2O3、P2O5可有效降低钢渣中f-CaO含量,提高其体积安定性。通过对改性钢渣的矿物相组成和微观形貌进行分析可知,改性剂不仅固定了钢渣中的f-CaO,还夺取了铁酸二钙中的CaO,生成了更多的C2S。通过对转炉钢渣进行改性,制备得到了低f-CaO、低铁酸二钙和高硅酸二钙的改性钢渣,由此更有利于其在水泥熟料中的应用。     

转炉双渣冶炼半钢渣矿物相分析及回收利用

为研究转炉双渣冶炼工艺半钢渣性质并实现半钢渣的回收利用,以CaO-MgO-SiO2-FetO作为基础渣系进行实验室研究,在X射线衍射(XRD)分析的基础上结合扫描电子显微镜背散射电子像(SEM)、能谱仪(EDS)对半钢渣的矿物组成和微观形貌特征进行系统分析。结果表明:半钢渣的矿物组成主要为钙镁蔷薇辉石(C3MS2)、镁铁相(RO)、钙镁橄榄石相(CMS)及少量的硅酸二钙(C2S)、硅酸钙(CS);其矿物形貌可总结为3类,灰色相主要矿物为硅钙镁相、白色相为镁铁相、灰白色相为蔷薇辉石相或者是硅酸盐与镁铁相的复合相;同时,半钢渣物相、矿物形貌受到碱度、冷却速度的影响,并会进一步影响到其回收利用。半钢渣可用于冶金领域作炼铁熔剂、回收废钢铁,建筑领域生产砖砌块、作路面基层材料、制备微晶玻璃,农业领域生产化肥、作土壤改良剂等。     

低品位钢渣磁选粉在烧结工艺中的应用

钢渣磁选粉物相以硅酸三钙为主,其次为铁酸盐相、硅酸二钙、铁酸镁、RO相等;烧结配加2%的钢渣磁选粉替代钢渣粉时,混合料中3 mm粒级含量降低4%~5%,有利于改善料层透气性,烧结矿成分变化不大;钢渣磁选粉中的磷含量较钢渣粉少0.3%,虽然更有利于烧结使用,但仍会影响烧结矿和铁水磷含量,因此只能限制循环次数及使用范围。     

钢渣替代烧结白灰的试验

钢渣中含有大量能够循环利用的钙、铁、镁等成分,替代熔剂用于烧结过程是钢渣循环利用的重要途径之一。为提高钢渣在烧结过程中的使用比例,回收利用钢渣中的有用成分,采用XRD、矿相显微镜、微型烧结装置和烧结杯装置对某钢厂转炉钢渣进行了替代烧结白灰的试验研究。结果表明,钢渣的矿物组成主要是RO相(MgO、FeO和MnO的固溶体)、硅酸二钙、硅酸三钙等;钢渣作为熔剂用于烧结能够促进液相生成,提高液相流动性;钢渣搭配优质白灰替代部分低质白灰能够提高烧结矿的成品率和平均粒径,降低固体燃耗。     

影响鞍钢转炉渣安定性的矿物相研究

由于鞍钢转炉钢渣存在体积安定性不良等问题,严重制约了钢渣的再利用途径和范围。采用扫描电子显微镜的X射线能谱仪等手段观察了鞍钢转炉渣的矿物形貌,测定了矿物的元素成分,并对不同时期转炉渣中f-CaO与f-MgO的含量进行化学分析,以明确f-CaO、RO相和f-MgO等对钢渣安定性的影响规律。结果表明:1)鞍钢转炉钢渣中主要矿物相为C2S、铁铝钙、镁铁相固溶体和少量C3S、f-CaO与f-MgO;2)鞍钢转炉渣中RO相的主要组织为镁铁相,质量分数为10%~20%,MgO/FeO的典型比例约为1∶2;3)鞍钢转炉渣f-CaO质量分数为2.08%~7.79%,f-MgO质量分数为0.16%~0.41%;4)微观形貌和化学分析结果均证明鞍钢转炉钢渣安定性的主要影响因素为f-CaO含量;5)游离氧化镁的单相组织极少,对转炉渣的安定性影响主要取决于RO相。     

MgO和MnO对CaO-SiO2-Fe2O3-P2O5渣的物相影响

转炉渣中的磷主要存在于n2CaO·SiO2-3CaO·P2O5（以下简记为nC2S-C3P）固溶体的富磷相中。为了深入理解转炉渣的物相,便于有效富集钢渣中的磷,研究MgO和MnO含量的变化对CaO-SiO2-Fe2O3-P2O5渣中nC2S-C3P固溶体的磷含量及渣结晶物相的影响,并对其进行热力学分析。结果表明：在CaO-SiO2-Fe2O3-P2O5四元渣系中加入少量MgO或MnO,可以在一定程度上提高nC2S-C3P固溶体中的磷含量;继续提高MgO或MnO含量,固溶体中的磷含量不再发生变化。随着MgO或MnO的加入,富铁相增多,有利于钢渣的磁选分离。     

多种处理方式下转炉钢渣岩相结构分析

针对多种预处理方式下转炉钢渣出现的不同特性,采用岩相结构分析了解其微观性能。结果表明:热闷钢渣和闷泼钢渣化学成分相近,与风淬钢渣中的氧化亚铁、氧化铁和游离氧化钙含量差异较大,这与预处理方式关系密切。前两者中的硅酸二钙表面光滑且含量相近,而风淬钢渣只有前者的50%,大部分转变成了铁酸钙,其含量为前两者的3倍多。在胶凝性能方面,前两者仍然相近且较高,这与其含有较高的游离氧化钙和硅酸二钙有关,而风淬钢渣则下降较为明显。     

铁酸盐粘结相熔化速率及对烧结强度的影响

 考察了添加SiO2和Al2O3对铁酸钙（铁酸一钙CaO·Fe2O3和二铁酸钙CaO·2Fe2O3）熔化速率的影响。同时考察了铁酸盐添加SiO2和Al2O3对以其为粘结相的烧结试样强度的影响。试验结果表明：铁酸一钙中添加SiO2和Al2O3促进了熔体的形成;而二铁酸钙添加SiO2和Al2O3则抑制了其熔体的形成。在CF中添加SiO2和Al2O3对烧结试样强度的影响中,当添加w(SiO2)=2%和w(Al2O3)=4%时获得相对较大的烧结强度;而在CF2中添加SiO2和Al2O3则对烧结试样强度有不利影响。     

钢渣成分变化对其矿物相及易磨性影响的研究

使用分析纯试剂配制CaO-SiO 2 -MgO-Fe 2 O 3 四元基础渣系,调节渣中各成分质量分数,分析矿物相变化规 律。将不同成分质量分数的渣样粉磨后进行粒度测试,结果表明:CaO和SiO 2 的加入使易磨的硅酸盐相所占比例 增大,且随着CaO质量分数的增加,2CaO·SiO 2 （C 2 S）相边缘整齐,易于破碎;Fe 2 O 3 的加入使铁钙相及难磨的 MgO· n FeO相增多,降低了钢渣的易磨性。     

Process of Re-Resourcing of Converter Slag

 The process of “re-resourcing of converter slag” was put forward based on the analysis of the existing steel slag treatment process. The converter slag obtained from Jinan steel plant was studied. After grinding, the slag contained 33% of iron particles, 5484% of magnetic part (wTFe=20%), and 4184% of non-magnetic part, which could be used for making cement directly. At a temperature below 1000 ℃, the non-magnetic Fe2O3 in the slag could be efficiently reduced to magnetic iron by pure H2 and CO. The slag after precise reduction had high degree of dispersion and did not get sintered, which provided an optimum condition for the separation of iron and impurities. To separate the slag and enrich the iron after reduction, the laboratory-scale device of magnetic separation was designed and made. The process of slag re-resourcing, which included magnetic sorting, precise reduction, magnetic separation, and removal of free calcium oxide (f-CaO), was proposed to obtain iron-rich magnetic materials and cement adulterant materials. Through this process, 33 kg iron particles, 150 kg iron-rich material and 700 kg cement could be obtained in each ton slag. Besides, this process to recycle converter slag had a lower energy and material consumption and no pollutant emission.     

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The acidic oxides of analytical reagents such as SiO2, B2O3, P2O5 were used as modifier to fix f- CaO in the converter slag in this paper, respectively. The experimental results show that, the mass fraction of f- CaO in coverter slag decreases from 4. 27% to less than 0. 5% when the mass ratio of acidic oxide to f- CaO is fixed at 1:3. It means that acidic oxides such as SiO2, B2O3, P2O5 can reduce the content of f- CaO significantly, leading to the stability of modified converter slag improved. According to the analysis results of mineral phases and microstructural aspects of the modified slag, it is indicated that the modifier can not only fix f- CaO in the converter slag, but also capture the CaO of C2F, resulting in the content of C2S in the prepared modified converter slag increased. Low f- CaO, low C2F and high C2S slag was generated by adding modifier into converter slag, which was benefit for the modified converter slag used in the field of cement.     

转底炉直接还原铜渣回收铁、锌技术

采用转底炉直接还原工艺,将铜渣含碳球团在高温条件下直接还原得到金属化球团和高品位氧化锌粉尘,再通过熔分或磨矿磁选方式将铁回收,得到的铁产品可作为冶炼含铜钢的原料.转底炉中试结果表明:采用"转底炉直接还原—燃气熔分"流程处理铜渣,可获得TFe品位94%以上、铁回收率93%以上的熔分铁水;采用"转底炉直接还原—磨矿磁选"流程处理铜渣,可获得TFe品位90%以上、铁回收率85%以上的金属铁粉;采用两种流程处理铜渣,均可获得锌品位60.02%的ZnO粉尘.结果表明,经过转底炉直接还原,铜渣中的铁橄榄石Fe_2SiO_4和磁铁矿Fe_3O_4相转变为含有金属铁Fe、二氧化硅SiO_2和少量辉石相Ca(Fe,Mg)Si_2O_6的金属化球团,具备通过磨选或熔分进行进一步富集的条件.     

镍火法熔炼高钙低硅渣提取铁的研究

镍火法冶炼的高硅酸铁渣在综合利用中还原提取铁比较困难,通过在镍熔炼渣中适当增加CaO含量、减少SiO2含量以改善后续还原提取铁的热力学条件.在对所确定的新渣型对镍锍进行分离试验后,对熔炼终渣进行物相分析和还原提取铁试验,探讨了原渣和高钙低硅新渣型还原提取铁的不同.研究结果表明,高钙低硅新渣型终渣中铁主要以Ca(Fe,Mg) Si2O6以及MgFe2O4形式存在,50％以上的Fe以MgFe2O4的形式存在,其磁性以及还原性都比原渣中的(Fe,Mg)2SiO4要好,有利于其还原.与原渣的还原性相比,在试验条件下,当wCaO/wSiO2为0.80时,其还原率由48.53％提高到了57.45％.     

铜转炉渣火法还原贫化与生产实践

冰铜吹炼转炉渣中磁性铁（Fe3O4）的含量对电炉贫化弃渣含铜影响显著。为了降低返贫化电炉转炉渣中磁性铁的含量,本研究采用高温还原贫化法开展了实验室规模的转炉渣还原贫化试验研究,结果表明经还原预处理后Fe3O4的还原率达88%以上,还原后物料中Fe3O4含量低于5%。为创造弱还原气氛用于转炉渣的预处理,对60吨P-S转炉的烟气管路、固体还原剂及喷吹系统、燃烧保温系统等进行了改造,并进行工业生产实践。生产实践结果表明,渣含铜平均值由6.76%降至3.95%,实现了降低生产成本,减少金属损失的目的。     

硫含量对KR脱硫渣中硫赋存状态的影响

KR脱硫渣中的CaO是转炉冶炼工艺中重要的造渣原料,将其回用于钢铁冶炼工艺可降低冶金企业的CaO原料消耗,减少企业KR脱硫渣堆积量,节约企业冶炼的经济成本.KR脱硫渣中的2CaO·SiO2 (C2S)在转炉脱磷冶炼过程中可与炉渣中的磷形成稳定的2CaO· SiO2-3CaO· P2O5固溶体,提高磷在渣中的稳定性.将K...     

Effect of change of slag phase on dephosphorization of ��double- slag+slag- remaining�� steelmaking technology

The microstructure and phase constituent of dephosphorization slag of ??double- slag+slag- remaining?? steelmaking technology were observed and analyzed by SEM, part of the slag were heat treatment, and the effect of the change of slag phase on dephosphorization was studied. The research results show that the phase of dephosphorization slag A1-A3 with high dephosphorization rate are composed of calcium ferrite, complex liquid silicate phase (Ca3TiFeSi3O12, Ca54MgAl2Si16O9) and 2CaO??SiO2(C2S) solid phase solution with calcium phosphate (2Ca2SiO4??Ca3(PO4)2, Ca7(PO)4(SiO4)2), the main phase of dephosphorization slag A4 with low dephosphorization rate is liquid phase, the main phases of dephosphorization slag A5 are MnFe2O4, MnV2O4, Ca12Al14O33, little phosphorus rich calcium silicate solid phase is found in both dephosphorization slag A4 and A5; the phase of dephosphorization slag A3 changes little before and after heat treatment, but the phase of dephosphorization slag A4 changes greatly after heat treatment, which changing to liquid phase and white branches like RO phase; the dephosphorization slag of ??double- slag+slag- remaining?? steelmaking technology contain many un- dissolved CaO, but little is found in decarburization slag, the formation of C2S solid phase in dephosphorization slag plays an important role to accelerate the dephosphorization reaction.     

Al2O3质量分数对高碱度烧结矿软熔滴落性能影响

 对Al2O3质量分数不同的高碱度烧结矿进行了荷重软化熔滴试验,并通过对不同温度下烧结矿微观结构和矿物组成的分析,进行了Al2O3质量分数对烧结矿软熔滴落性能影响机制的探讨。试验结果表明：Al2O3质量分数增加促进了还原过程中钙铝黄长石(2CaO·Al2O3·SiO2)和浮士体共晶相(2CaO·SiO2-2CaO·Al2O3·SiO2-FeO)等低熔点富铝相的生成,导致高Al2O3烧结矿在较低温度下出现开气孔孔隙封闭,从而降低了压差陡升温度。在熔融滴落阶段,高Al2O3烧结矿中渣相的Al2O3质量分数较高。存在于金属铁颗粒之间渣相的液相线和黏度随Al2O3质量分数增加而提高,在一定程度上降低金属铁颗粒的聚合,使得烧结矿的滴落温度提高。同时,高Al2O3烧结矿具有较宽的熔滴区间,使得熔融滴落区间的透气性较差。