钢渣在水泥行业中的应用研究进展

钢渣是炼钢过程中产生的废弃物,具有与水泥熟料相类似的矿物组成、化学成分和一定的胶凝活性,将钢渣有效地运用于水泥行业不仅能实现钢渣的二次利用,改善环境问题,并在一定程度上改善石灰石能源紧缺的现状、实现建材绿色环保、响应我国可持续发展战略目标。本文论述了钢渣在水泥行业中的几种主要应用途径,分析了钢渣在水泥行业应用中存在的问题、讨论了国内外现有解决方案,希望能对实现钢渣全面、大规模的综合利用。     

钢渣的综合利用

介绍了钢渣的成分、组成和物理化学性质,钢渣在建筑材料领域,及在农业、冶金、环保等领域的综合利用情况;分析了钢渣目前的应用情况及其制约因素;最后在目前研究的基础上对钢渣的综合利用提出了一些建议。     

用冶金渣制备聚硅硫酸铁的研究

文章叙述用钢渣和水渣制备聚硅硫酸铁的方法和产品的性能检测,并分析了影响因素。制备的聚硅硫酸铁具有净水剂用量少、无毒副作用、混凝效果好的优点,能广泛应用于净化钢铁企业生产废水和造纸、印染等重污染行业的生产废水以及生活污水。该法的研究成功使钢渣和水渣的资源化利用进入了化工这一全新的领域,而且克服以往钢渣利用中由于游离氧化钙的分解而造成的不稳定这一国际性难题,也克服了冶金渣在建材和道路工程应用中的长途运输的难题。     

钢渣在建材中资源化利用现状、问题及建议

介绍了钢渣的性能特点,阐述了钢渣在建材中的资源化利用途径。指出钢渣资源化利用存在的问题,并提出了高温重构改性、高效除铁工艺和设备、超细化粉磨技术、复合化技术等系列措施以改进钢渣性能,以便更好地推进钢渣的资源化利用。     

钢渣的活性激发及其应用现状

针对钢渣活性低难以大规模利用的现状,介绍了钢渣的活性来源,活性激发剂,钢渣在建筑领域的应用及对钢渣大宗利用的研究方向。其中,激发剂对钢渣的作用效果直接影响钢渣混凝土的早强,复合激发剂将是研究的重点方向,通过对钢渣活性合理的激发可以使钢渣应用领域增大。     

钢渣粉磨方式对粉磨效果影响的研究

钢渣由于活性较低、易磨性差、安定性不良问题,导致其在建材领域使用受限。物理激发处理可起到提升钢渣活性,降低安全隐患的作用。通过对粉磨设备、粉磨时长、助磨剂添加等不同影响因素对粉磨效果的影响进行研究。结果表明：使用卧式水泥球磨机进行钢渣粉粗磨,最佳粗磨时长为1h;使用立式行星球磨机进行钢渣粉精磨,最佳粉磨时长为粗磨1h后精磨1h。添加助磨剂对钢渣粉磨进行辅助可达到较好的助磨效果,钢渣细度可较大程度降低;添加助磨剂后,通过提高粉磨时长在一定时间范围内,可起到进一步降低钢渣粒径的作用。     

钢渣水硬活性及在水泥混凝土中的应用研究进展

论述了钢渣的水硬活性及活化措施,钢渣的安定性问题及改善方法,讨论了钢渣对水泥混凝土工作性、力学性和耐久性的影响,并指出了钢渣在水泥混凝土领域中应用有待进一步解决的问题。     

2004年我国工程塑料应用进展

根据2004年国内公开发表的文献,综述了我国工程塑料及改性塑料在车辆、机械设备、电子电气、家电、建材、医疗器械、军事装备、薄膜等领域的应用情况及研究进展,并介绍了以上领域内塑料新产品的开发、性能评价和使用效果。指出2004年我国塑料新产品的开发应用重点是电子电气、建材、薄膜等领域,汽车领域应用也较多,而在机械设备等领域的开发应用有所减少。     

泡沫混凝土在建材领域研究进展

综述了泡沫混凝土的发泡剂、胶凝材料、外加剂等原料组分研究进展,介绍了泡沫混凝土在建材领域的研究应用现状。配制了钢渣泡沫混凝土,其抗压强度达到A5.0,密度达到B05的标准,导热系数小于0.1 W/m·K,说明钢渣泡沫混凝土具有较好的强度和保温性能。泡沫混凝土作为一种新型建筑多孔材料,具有体积密度小、质轻、隔热、保温、降噪、隔音等优点,通过深入研究其强度和表面开裂等方面的影响因素,提高泡沫混凝土强度,采取抑制表面开裂的措施,泡沫混凝土具有广阔的应用前景。     

基于熵权-模糊综合评价的混凝土评价可行性研究

以混凝土为例,采用基于熵权的模糊综合评价模型量化其绿色度,将混凝土绿色度划分为四个等级(优、良、中和差),然后采用比较客观的熵权法确定评价指标权重,建立隶属度矩阵,最后结合加权平均型的模糊综合评价模型计算混凝土绿色度,该方法为评判建材产品绿色度提供一定理论依据和参考价值。通过以兰新铁路第二双线第五标段梁体结构C50高性能混凝土为研究对象,最大隶属度原则为判断依据,采用所提方法得出其混凝土绿色度为中,与原文献结果相吻合。实证分析表明,采用基于熵权的模糊综合评价模型对混凝土进行评价是合理可行的,且计算过程简便,具有一定的实用价值。     

固体废弃物在绿色建筑砂浆中应用的研究进展

论述了粉煤灰、矿渣、尾矿砂、钢渣、废玻璃等固体废弃物在绿色建筑砂浆中应用的研究进展。固体废弃物在砂浆组分中的应用主要表现在胶凝材料、砂浆骨料与掺合料等方面,结合文献,分析了固体废弃物掺入对绿色砂浆性能影响,并且指明存在的问题,最后对固体废弃物在绿色砂浆中应用与发展前景提出展望。     

矿渣种类及粉磨方式对性能的影响

钢铁冶炼过程的生产工艺造成矿物成分的差异，影响矿渣的易磨性；粉磨方式的差异造成矿渣活性的不同等等——所有这些对矿渣资源化的进程都会产生作用。矿渣资源化的深化才建材行业和钢铁工业都将产生重要和深远的影响，通过试验检测比较和分析了不同矿渣来源、不同粉磨方式的一些性能特征。     

不锈钢渣用于制备泡沫混凝土的安全性分析

用不锈钢渣、水泥、粉煤灰、发泡剂与水制备不锈钢渣泡沫混凝土，测试了不锈钢渣及泡沫混凝土的化学成分、微观形貌、矿物组成、结构、游离CaO含量、易磨性、内辐射指数与外辐射指数、活性指数、主要性能指标(抗压强度、干密度和导热系数)和浸出液中重金属浓度，研究了不锈钢渣用于制备泡沫混凝土的可行性与环境风险。结果表明，不锈钢渣的主要矿物组成为Ca2SiO4及含Al和Ti, Cu, Pb, Ta等重金属的矿相，具有一定胶凝活性且易磨，内辐射指数与外辐射指数满足建筑材料放射性元素限量要求。不锈钢渣掺量为25wt%?42wt%时，泡沫混凝土的干密度为597?621 g/cm3，养护28 d后抗压强度为1.83?2.98 MPa、导热系数为0.11?0.12 W/(m?K)，满足泡沫混凝土要求。不锈钢渣所含重金属主要以稳定的金属固熔体存在，浸出浓度远低于危险废物限值。     

钢渣粉在水泥基材料中应用研究综述

目前,钢渣废弃物堆存造成了严重的环境污染和资源浪费,钢渣资源化利用迫在眉睫。将钢渣粉应用于水泥基材料中,不仅可以提高固废资源利用率,还可以减少天然资源的消耗,替代水泥降低CO₂的排放。本文介绍了钢渣的物理化学特性、胶凝性能和活性激发方式,综述了钢渣粉在混凝土复合胶凝材料、全固废胶凝材料、充填胶结材料、干混砂浆四个领域的资源化利用现状。从凝结时间、和易性、力学性能、耐久性和体积稳定性等方面分析了钢渣粉对水泥基材料性能的影响。掺入适量的钢渣粉,可有效改善水泥基材料的性能,特别是在调控拌合物和易性与提升耐久性方面有显著优势。最后,提出了将钢渣粉应用在水泥基材料中存在的问题和未来的研究发展方向。     

机械活化和不锈钢渣掺量对矿渣胶凝材料性能的影响

为了促进不锈钢厂废渣的资源化利用,以红土镍矿酸性高炉渣和不锈钢渣为主要原料制备胶凝材料,研究机械活化和不锈钢渣质量掺量对矿渣胶凝材料性能的影响,并利用XRD、SEM对胶凝材料的水化产物及微观结构进行分析。结果表明,机械活化主要通过改变原料的比表面积和颗粒级配来影响胶凝材料性能,且矿渣中细颗粒占比是影响其胶凝活性的关键因素,适宜的球磨时间为45 min,此时矿渣比表面积达到524.66 m²/kg。不锈钢渣与酸性矿渣之间存在协同作用,当不锈钢渣质量掺量为20%时,胶砂试块3 d、7 d、28 d抗压强度分别为17.8 MPa、24.3 MPa 和34.8 MPa,抗折强度分别为4.5 MPa、6.2 MPa和6.8 MPa,达到P·S 32.5R矿渣硅酸盐水泥强度标准。不锈钢渣的掺入在水化早期和后期都促进钙矾石及C-S-H凝胶的生成,对胶砂试块各龄期强度都有促进作用,而未水化的钢渣细颗粒也起着微集料填充作用,有利于胶凝材料早期强度的提高。     

不锈钢渣理化性质分析与应用研究

借助于XRD、SEM和DSC/TG等测试分析手段进行不锈钢渣理化性质分析与表征.结果表明:不锈钢渣化学成分主要是SiO2和CaO,其次是MgO、Al2O3及Fe2O3;矿物组成包括硅酸三钙(Ca3SiO5)、硅酸二钙(Ca2SiO4)、硅钙石(Ca3Si2O7)、硅酸钙(CaSiO3)及RO相;微观结构由许多尺寸大小不等的颗粒组成,孔隙大、结构疏松;内外照射指数IRa和Iγ均小于1.0,符合GB 6566-2010标准;当不锈钢渣质量百分比掺量为30%时,28 d抗压强度基本达到P· C32.5复合硅酸盐水泥标准,且7 d活性指数显著高于28 d活性指数.并依据研究结果分析不锈钢渣在水泥、混凝土及建筑材料领域资源化利用的可行性.     

钢渣作为铁质校正原料对水泥熟料性能的影响(英文)

探讨了钢渣作为一种铁质校正原料在水泥生料配料中的应用,通过掺加不同含量的钢渣,对其易烧性进行了研究,并对不同钢渣掺量的熟料进行了力学性能研究。用X射线衍射和扫描电子显微镜等对水泥水化进程和水化产物进行了分析。结果表明:钢渣作为一种铁质校正原料,在水泥熟料中的掺量可以达到6%～10%,3组不同钢渣掺量、不同率值的水泥生料在1450℃烧成30min后,熟料抗折强度和抗压强度分别达到9.0MPa和58MPa以上。     

改性多孔钢渣基橡胶复合材料制备机理

以磷酸与硅烷偶联剂KH550处理钢渣获得改性多孔钢渣,用其取代部分炭黑与橡胶复合制备改性多孔钢渣基橡胶复合材料,用傅立叶变换红外光谱仪表征多孔钢渣和改性多孔钢渣制备阶段生成物的组成结构,用X射线衍射仪表征不同制备阶段生成物的矿物组成。用比表面积与孔隙度吸附仪表征多孔钢渣的孔结构,从微观层面揭示复合材料的制备机理。依据相关国家标准对复合材料的拉伸强度、撕裂强度和邵尔A硬度进行测试。结果表明,适量磷酸在不破坏钢渣结构的前提下可有效去除钢渣中的大部分f-CaO,形成具有良好比表面积与孔体积的多孔钢渣。硅烷偶联剂KH550在多孔钢渣表面被吸附并与羟基发生化学作用,使多孔钢渣表面组成结构发生变化,改善其表面的无机特性。复合材料中橡胶与改性多孔钢渣以物理方式复合,橡胶对改性多孔钢渣包裹良好。硫化过程中橡胶内部线型大分子转变为三维网状结构,改性多孔钢渣中的Ca2SiO4发生水化反应形成Ca(OH)2。     

蒸压建材生产过程中钢渣安定性处理与活性化利用

钢渣安定性处理过程常常造成胶凝活性的损失。为此，本文利用改性助剂消除钢渣水化过程中产生的氢氧化物并生成胶凝产物，在蒸压建材的生产过程中实现钢渣安定性处理和游离氧化物的活性化利用，并避免单独处置钢渣造成的活性物质损失。研究表明，8%秸秆灰和3%磷酸二氢铵作为复合助剂制备的尾矿-钢渣蒸压试块体积稳定，抗压强度达24.0MPa。通过对蒸压样品游离氧化物消解率、化学结合水量及热重、XRD分析，得出钢渣安定性处理与活性化利用机制：硅质材料与钢渣中f-CaO水化生成的Ca(OH)₂结合迅速生成对体系力学强度有益的水化硅酸钙，避免因大量Ca(OH)₂积累造成体积膨胀；磷酸盐中的NH₄⁺、H₂PO₄^-与f-MgO结合生成磷酸铵镁及其他低溶度积复盐类矿物，进而消除因f-MgO水化生成Mg(OH)₂造成体积膨胀的隐患。试样在180℃蒸压4h后，f-CaO及f-MgO消解率分别可达86.28%、89.73%。本文将为利用钢渣大比例取代水泥和石灰生产蒸压建筑材料提供理论基础，对于提高钢渣利用率、减少碳排放具有重要价值。     

钢渣陶粒与钢渣的除磷性能对比

以钢渣为主要原料,添加少量黏土和造孔剂制备陶粒,对钢渣陶粒和钢渣的理化性能、除磷效果、等温吸附特征做了对比。结果发现,钢渣陶粒具有质轻、多孔等特征,除磷效果明显优于钢渣。在20 ℃条件下,两种材料对磷的等温吸附均符合Langmuir模型,钢渣陶粒的理论最大吸附量是钢渣的3.3倍。对除磷失效的钢渣陶粒和钢渣进行XRF检测和化学分析,结果表明,两种材料对磷的去除都以生成磷酸钙沉淀为主,前者所含的磷酸二钙型产物比例较高。