电炉不锈钢渣硅热法在线还原解毒的工业试验

由于电炉不锈钢的冶炼工序特点,渣中铬含量较高,存在Cr6+浸出风险。在电炉不锈钢冶炼末期,利用硅热法对渣液层进行在线还原解毒,可有效降低渣中重金属氧化物含量,渣中w(Cr2O3)从6.10%降至0.79%,还原解毒率最大可达到87.1%。解毒后电炉渣中作为Cr6+主要赋存相的钙铬石(Ca Cr O4)消失。经毒性浸出检测,其总铬浸出量降至0.08 mg/L,Cr6+浸出量降至0.01 mg/L以下,均明显低于国家堆存限值和利用限值,可实现不锈钢EAF渣的安全排放及后续资源化利用。     

不锈钢AOD渣粉尘控制及其工程性能

 不锈钢AOD渣在冷却过程中由于晶格转变体积膨胀导致粉化,易造成粉尘污染。研究表明,出渣时喷入含硼改质剂能有效抑制AOD渣从β-C2S相向γ-C2S相的晶格转变,从而使粉化扬尘率降低90.1%。对无害化处理后的不锈钢AOD渣进行资源化利用探讨,结果显示,由于钢渣具有水硬胶凝活性,可作为水泥砂浆掺合料取代部分水泥,掺量范围应在0～30%之间。同时,对AOD渣及其水泥试块进行毒性浸出检测,结果表明,其中总铬、六价铬等浸出值均低于标准限值,不存在重金属浸出的问题,可进行后续资源化利用。     

水泥基复合材料铬污染土壤的固化/稳定化修复技术研究

通过无侧限抗压强度和浸出毒性试验研究了单掺硅酸盐水泥胶凝材料、复掺FeSO4与硅酸盐水泥胶凝材料以及复掺生物炭与硅酸盐水泥胶凝材料对铬污染土壤的固化/稳定化效果及机制。结果表明,随着水泥胶凝材料掺量增加,试块强度增加,浸出液六价铬浓度逐渐降低,掺量达到60%时,强度可达到10Mpa以上;FeSO4对六价铬具有良好的还原作用,有效降低了试块浸出液六价铬浓度生物炭对六价铬具有一定的吸附作用,但在降低浸出六价铬浓度的同时也降低了试块强度。因此,建议采用复掺FeSO4与硅酸盐水泥胶凝材料方法对铬污染土壤进行固化/稳定化。     

铬渣中六价铬的浸出及还原试验研究

提出了硫酸浸出—浸出渣水合肼还原的铬渣解毒工艺,考察了相关因素对铬渣中六价铬去除率的影响,确定了铬渣解毒优化条件。试验结果表明:在80℃下用硫酸浸出铬渣,控制液固体积质量比8∶1,浸出终点pH为8.0左右,浸出时间120min,铬渣中的六价铬浸出率为76%;然后用水合肼还原浸出渣中剩余的六价铬,水合肼加入量为浸出渣质量的0.06%,最终渣中水溶性六价铬质量分数降至5mg/kg以下,达到排放要求。     

不锈钢渣毒性浸出特征及无害化处置现状

 自然界堆存的不锈钢渣中,铬的存在状态复杂,且由于其中Cr3+向剧毒的Cr6+转化,故此类不锈钢渣存在严重的铬污染风险,其无害化处置必须引起足够重视。研究显示,不锈钢渣中的6价铬主要以CaCrO4形式存在,毒性较大;而通常认为,以3价或0价存在于铬尖晶石、金属态及氧化物中的铬污染风险小;不锈钢渣铬浸出量在酸性环境下略高于中性环境,而在碱性条件下,随pH值增大,铬浸出量大幅增加;通过现有几种含铬不锈钢渣无害化处置技术的优劣对比,认为若实现含铬不锈钢渣的彻底解毒,宜控制其中铬以稳定矿相存在。     

电炉渣资源利用特性及铬的浸出特性

 研究了不锈钢冶炼工艺中EAF渣的资源利用特性和渣中铬的浸出特性,结果表明: EAF渣呈碱性,渣中物相主要有Ca2SiO4、Ca3Mg(SiO4)2、MgCr2O4等,值得关注的Cr2O3质量分数为2.92%,具有较高的回收价值,但是渣中的金属元素基本上均匀分布在各粒度段中,因此其回收利用具有一定的困难。钢渣中铬的浸出测试结果表明：EAF渣中的铬在去离子水中浸出量与钢渣粒径成反比,与反应时间、液固比成正比,电磁搅拌改善了浸出的动力学条件,有利于铬的浸出,浸出液中的Cr(Ⅵ)占浸出总铬的50%以上。在酸性情况下,浸出铬的质量增加,但均以毒性较小的形态存在。     

不锈钢渣胶凝活性分析及其物理活化试验研究

开展不锈钢渣的胶凝性能和活化试验研究,既可解决不锈钢尾渣的堆存问题,也有助于解决相关建材行业的技术及成本等问题,达到节能减排的目的。介绍了胶凝材料的水化机理,利用岩相分析、XRD等技术,对不锈钢渣的化学组成、矿物组成进行了分析,确定了影响胶凝性能的因素。并通过物理活化试验,研究了粉磨时间、混磨工艺、颗粒细度对不锈钢渣胶凝活性的影响,探讨了不锈钢渣的工程性能及安定性。结果表明,不锈钢渣主要矿物组成是硅酸二钙、镁硅钙石、RO相,以及少量硅酸三钙、尖晶石固溶体和金属单质等,主要硅酸盐矿物的岩相特征与硅酸盐水泥熟料特征基本相同,保证其具有一定的胶凝性能;控制粉磨时间为2 h,混掺4%～5%粉煤灰或10%～12%高炉矿渣,可使不锈钢渣具有一定的细度,进而增加比表面积,提高胶凝活性。不锈钢渣作为水泥基材的工程性能符合相关技术标准,安定性合格。     

膏体充填用矿渣--钢渣基胶结剂协同固化Pb2+

利用矿渣-钢渣基胶凝材料（简称冶金渣胶凝材料）代替传统充填料中使用的水泥作为胶结剂,掺入含铅尾砂制成胶结充填料试样,通过流动度和抗压强度表征其工作性能,通过Pb2+浸出质量浓度表征其固化效果,通过X射线衍射、红外光谱、差示扫描量热法等手段分析其物相组成,并与P·I 42.5硅酸盐水泥作对比.在相同条件下,冶金渣胶凝材料试样的流动度平均高出水泥50 mm,且28 d强度符合一般矿山3.0 MPa的要求.冶金渣胶凝材料试样28 d龄期铅浸出质量浓度低于地下水环境质量标准Ⅲ类水0.05 mg·L-1的限值,而水泥为0.1 mg·L-1左右.冶金渣固化铅性能优于水泥的机理在于冶金渣胶凝材料水化生成更多钙矾石.此外,冶金渣胶凝材料水化产物可能存在类沸石相,更有利于吸附固化PbPb2+.      

碳酸钠溶液堆浸-硫酸亚铁还原联合解毒铬渣

以碳酸钠溶液作浸出剂、硫酸亚铁作还原剂,对循环碳酸钠溶液堆浸—硫酸亚铁还原联合解毒铬渣新工艺进行研究。结果表明,在整个解毒过程中,浸出液pH在10～12变化,浸出液经还原后溶液中Cr(VI)的实际浓度略高于其理论值;第一次浸出后,铬渣中钙铁石或水榴石中的Cr(VI)被大量浸出,浸出液中碳酸钠浓度由浸出前的9.3g/L下降至7.98g/L,Cr(VI)浸出率为62.67%;在此后的循环解毒过程中,浸出液中碳酸钠浓度均维持在8g/L左右,Cr(VI)浸出率增加缓慢;循环处理12次后,铬渣中Cr(VI)浸出率达85%,最终解毒渣中残留Cr(VI)主要存在于水滑石中;铬渣粒度显著影响其解毒效果,当粒度小于0.15mm时,最终解毒渣的毒性浸出液中Cr(VI)和总Cr浓度分别为1.98mg/L和2.45mg/L,达到一般工业固体废物填埋的标准。     

含铬特殊钢渣中总铬及六价铬浸出特性及影响

 含铬特殊钢渣中六价铬具有强氧化性和高毒性，研究不同条件下渣中总铬及六价铬的浸出行为及特征并进行环境风险评估，对后续无害化及资源化利用具有重要的意义。浸出试验结果表明，渣中总铬和六价铬的浸出量随粒度和浸出时间增加而提高，随液固比(即浸提剂溶液体积与待测固体试样质量的比值)增加而降低；六价铬浸出量随体系pH值升高而增加，当pH=11时六价铬浸出量达到最高值2.92 mg/L；总铬浸出量随pH值升高呈现先降低后增加的趋势，当pH=7时，总铬达到最小浸出量2.49 mg/L。经标准浸出程序测定，钢渣中铬及六价铬浸出量分别为4.71和3.36 mg/L，符合固废堆存限值(GB 5085.3—2007)，堆存风险较小，但高于行业利用限值(HJ/T 301—2007)，需对其进行无害化处理后再进行后续资源化利用。     

外加剂对水泥固化铁矾渣性能的影响

在硅酸盐水泥熟料中加入铁矾渣,制备成胶凝材料.分别以粉煤灰沸石、硫化钠和粉煤灰为外加剂,研究其对水泥固化体强度和浸出毒性的影响.在胶凝材料中铁矾渣加入量为60%时,加入沸石、硫化钠为稳定剂,均可提高重金属离子的稳定性,不同固化体的浸出毒性值均低于国家标准.在胶凝材料中加入粉煤灰,粉煤灰掺量增加,固化体强度下降,不同固化体的浸出毒性值也均低于国家标准.     

基于物理激发的钢渣胶凝活性及机理

钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物。为了提高其胶凝活性,实现钢渣的资源化利用,以钢渣尾渣作为研究对象,采用机械研磨的方式激发钢渣尾渣的胶凝活性。依据相关标准,测试其3 d的活性指数和28 d的活性指数。结果表明,机械研磨有利于钢渣尾渣微粉的粒径减小与均匀性改善,但是研磨时间过长,会造成钢渣尾渣微粉的团聚,影响钢渣水泥胶凝材料的力学性能与胶凝性。当研磨时间为80 min时,钢渣尾渣微粉能较好地充填于水泥胶砂体系中,其含有的活性物质3Ca O·Si O2、2Ca O·Si O2水化后生成大量的C-S-H凝胶,其钢渣尾渣胶凝活性最高,即3 d胶凝活性指数为66.24%,28 d胶凝活性指数为73.56%。     

炼铅炉渣用于矿山充填胶凝剂的试验研究

在分析炼铅炉渣理化特性的基础上,通过外界条件激发铅渣潜在活性,将其作为胶凝材料应用于矿山充填替代部分或全部水泥,进行全尾砂膏体试验。试验采用全面试验法,试验结果表明,选用合适的激发剂及铅渣胶凝材料配方,铅渣胶凝材料替代部分水泥用于矿山井下充填可以满足矿山生产的强度要求。     

赤泥熔融提铁水淬渣水泥胶凝活性影响研究

为验证高铁赤泥熔融还原提铁水淬渣的胶凝性能,以及作为水泥熟料替代的可行性,随机取样赤泥熔融还原提铁水淬渣和未水淬渣进行对比试验,对比水淬（1号渣）和未水淬（2号渣）两种渣的基本性能,依照国家标准GB/T 18046—2017要求,以30%和50%配比做替代水泥胶砂抗压和抗折试验,以验证赤泥熔融还原提铁水淬渣作为水泥熟料性能,对比分析水淬和未水淬两种渣的性能差异。采用“钙化-碳化-适度提铁”处理低品位铝土矿和含铁赤泥的新方法,熔融水淬渣在水泥中的替代量为30%~50%,在水泥中的活性在99%以上,可完全作为水泥主料使用,是良好的低碳环保胶凝材料。     

search of stainless steel slag property and risk assessment on resource reclamation

针对不同工序不锈钢渣进行基础性能研究,应用化学分析、X射线衍射、扫描电镜、固体废弃物毒性浸出方法对不锈钢渣的成分、矿物组成及元素浸出特征进行分析。研究表明,不锈钢渣中主要矿物为Ca2SiO4;其中,电炉渣碱度最低,金属含量略高;LF渣、AOD渣和转炉渣性质类似,碱度高,易粉化为较小颗粒。电炉渣中铬浸出量远远高于其它渣种,存在一定浸出风险,故考虑其资源化利用的环境安全性,此类不锈钢渣应妥善处置。     

不锈钢渣基础性能研究及资源化利用风险评价

针对不同工序不锈钢渣进行基础性能研究,应用化学分析、X射线衍射、扫描电镜、固体废弃物毒性浸出方法对不锈钢渣的成分、矿物组成及元素浸出特征进行分析。研究表明,不锈钢渣中主要矿物为Ca2SiO4;其中,电炉渣碱度最低,金属含量略高;LF渣、AOD渣和转炉渣性质类似,碱度高,易粉化为较小颗粒。电炉渣中铬浸出量远远高于其它渣种,存在一定浸出风险,故考虑其资源化利用的环境安全性,此类不锈钢渣应妥善处置。     

用铬渣制作自熔性烧结矿及冶炼含铬生铁的技术

铬渣的综合利用不仅可消除其对环境的污染，而且能变废为宝，产生巨大的经济效益。但以往治理铬渣的技术经济性差，难以工业化。为此８０年代以来国家组织了专项科技攻关。经过锦州铁合金公司与钢铁研究总院科技人员的多年努力，用铬渣制作自熔性烧结矿及冶炼含铬生铁的技术开发取得了突破性进展。其原理是：以铬渣配入铁精矿或含铁废渣与焦粉混分，经高温烧结制成自熔性烧结矿。在烧结过程中，铬渣中残留的六价铬在碳和一氧化碳的作用下得到充分还原，达到解毒的目的。此烧结矿经高炉冶炼可成为含铬生铁，用作生产硬度高、冲击性好的耐磨铸…     

利用铬浸出渣生产烧结矿过程中六价铬脱除及行径的研究

对铬浸出渣烧结过程中六价铬脱除行径以及影响六价铬脱除的主要因素进行了研究。结果表明:脱除率达99%以上,被还原的铬主要固结于镁铬铁矿和磁铁矿组成的复合体中,烧结矿残留六价铬含量最大为8×10-6,一般为5×10-6。该烧结矿可直接用于冶炼含铬生铁。     

不锈钢粉尘碳热还原渣高效粉化分离

不锈钢粉尘是钢铁冶炼过程产生的典型二次固废，其含有大量的有价金属铁、铬和镍的氧化物，具有较高的回收利用价值。碳热还原法是一种高效冶炼金属矿物的火法工艺，使用碳热还原法处理不锈钢粉尘过程中，还原渣发生的粉化反应及冷却后的粉化效果会影响还原渣体系的理化性能，影响还原产物渣和金属的分离效果。通过高温试验研究了粉化控制过程工艺参数保温温度、保温时间和降温速率对还原渣粉化效果的影响。试验结果表明，不锈钢粉尘碳热还原-粉化控制后获得的还原渣自粉化率及自粉化渣的质量分数随着保温温度的升高呈现先增加后降低的趋势；还原渣自粉化率及自粉化渣的质量分数随着保温时间的增加呈现逐渐增长的趋势；还原渣自粉化率及自粉化渣的质量分数随着降温速率的降低呈现逐渐增长的趋势。在还原温度为1 450℃、升温速率为10℃/min、还原时间为20 min、碳氧比为0.8、控制保温温度为1 100℃、保温时间为15 min、降温速率为15℃/min的条件下，还原渣的自粉化率达到95.26%,自粉化渣的质量分数达到91.36%。在不锈钢粉尘碳热还原的过程中，还原渣中Ca₂SiO₄的生成反应...     

从沉钒上层液中回收钒和铬

采用沉淀多钒酸铵法生产五氧化二钒时,排出的上层液经还原、中和后,其沉渣再经焙烧、沉淀、分解可回收 V_2O_5;浸出渣可冶炼钒铬合金,收到了显著的经济效益并消除了六价铬对环境的污染。