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1.
《Ceramics International》2022,48(8):10506-10515
The search for materials and methods capable of reducing human impacts on the environment is of utmost importance nowadays. This study's primary purpose was to analyze the technical feasibility of ceramic composites production utilizing Fundão Dam's Iron Ore Tailings (IOT), Blast Furnace Slag (BFS) from charcoal, and Foundry Sand (FS) as partial substitutes for the traditional raw materials – sand and clay – for application in building industry materials. The composites were molded in rectangular specimens and fired at temperatures of 900, 950, 1000, 1050, and 1200 °C. The developed materials were analyzed and characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Thermogravimetry (TGA), and Differential Thermal Analysis (DTA). The obtained materials had flexural strength modulus of up to 12.19 MPa, water absorption ranging from 2 to 22%, linear shrinkage ranging from 0.02 to 6.50%, and apparent density ranging from 2.03 to 1.63 g/cm3. The study of the internal structure formation process revealed the formation of amorphous structures in the composites. The results demonstrated that these waste materials may be jointly used in construction materials, contributing to the reduction of natural resource extraction, besides enabling their correct disposal, minimizing environmental impacts, and improving the life quality of the surrounding communities. 相似文献
2.
Huimin Tang Zhiwei Peng Foquan Gu Lei Yang Weiguang Tian Qiang Zhong Mingjun Rao Guanghui Li Tao Jiang 《Ceramics International》2021,47(8):10809-10818
The chromium-promoted preparation of forsterite refractory materials from ferronickel slag was investigated by microwave sintering of the slag with the additions of sintered magnesia and 0–10 wt% chromium oxide (Cr2O3). The thermodynamic calculations revealed that the addition of Cr2O3 can promote the formations of spinel and liquid phase and maintain high content of forsterite below 1500 °C. The experimental results showed that there existed a stronger promoting effect of Cr2O3 additive on the properties of refractory materials in the microwave field than that in conventional sintering. It was attributed to the preferential formation and growth of spinel with stronger microwave absorption than other phases (e.g., enstatite), the existence of more forsterite, and the enhanced densification in association with the presence of more liquid phase at the same temperature. By microwave sintering of the mixture of ferronickel slag, 25 wt% sintered magnesia, and 4 wt% Cr2O3 at 1350 °C for 20 min, a superior refractory material with refractoriness of 1801 °C, thermal shock resistance of 6 times, bulk density of 2.97 g/cm3, apparent porosity of 1.4%, and compressive strength of 197 MPa was obtained. Compared with that prepared by conventional sintering at 1350 °C for 2 h, the refractoriness and thermal shock resistance were increased by 175 °C and 100%, respectively. The present study provided a novel method for preparing high-quality refractory materials from ferronickel slag and relevant industrial wastes. 相似文献
3.
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。 相似文献
4.
为了解决壁厚23 mm直缝埋弧焊管出现的焊缝点状缺陷问题,通过超声波探伤和宏观金相检测对实际生产过程中出现的焊缝点状缺陷不合格试样进行了分析,对铣边坡口形状、焊接工艺参数、焊接材料、焊接设备及焊件清理等方面给出了相应的优化改进措施。现场应用效果表明:这些措施的实施有效控制了此类直缝埋弧焊管焊缝中的点状缺陷,保证了直缝埋弧焊管焊缝形貌及各项力学性能指标,提高了焊接质量。 相似文献
5.
6.
用风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石制备混凝土,分析了混凝土的内照射指数、外照射指数、f-CaO含量、沸煮膨胀值、比表面积、密度、含水率、容重、含泥量、泥块含量、坍落度、抗压强度及其化学组成、矿物组成与微观形貌,研究了钢渣的安全性与稳定性及风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石与钢渣复合取代矿粉、砂和石对混凝土性能的影响。结果表明,风淬渣粉、电炉渣砂和电炉渣石的安全性与稳定性满足国标要求,可用于混凝土。当风淬渣粉取代20wt%矿粉、电炉渣砂取代10wt%混合砂和电炉渣石取代20wt%碎石时,混凝土的性能最优。钢渣复合取代矿粉、砂和石的比例合适,可改善混凝土的界面结构密实度,尤其能提高混凝土养护后期的强度。 相似文献
7.
应用M-MIVM预测含钛渣系组元活度 总被引:1,自引:0,他引:1
在钢铁冶炼过程中,随着护炉钛材料和含钛铁矿石的应用,大量的含钛炉渣被生产出来。由于缺少多元含钛渣系的热力学数据,限制了钛资源综合利用技术的深入发展。因此,应用改进的分子相互作用体积模型(M-MIVM(FII)),预测了基础渣系Al2O3-CaO-SiO2、FeO-MnO-SiO2和含钛渣系FeO-MnO-TiO2、FeO-SiO2-TiO2、MnO-SiO2-TiO2、Al2O3-CaO-FeO-TiO2中各组元活度,并与试验值比较。结果表明,M-MIVM(FII)的预测值与试验值符合较好,6个体系总的平均相对误差为11%,该精度处于Turkdogan提出的30%以内的试验误差范围; M-MIVM(FII)在参数拟合与活度预测能力方面均优于MIVM,该模型对多元含钛熔渣体系组元活度具有更好的预测效果。在此基础上,应用M-MIVM(FII)预测Al2O3-CaO-SiO2-TiO2熔体中TiO2活度,并分析其影响因素。结果表明,TiO2活度预测值与试验值吻合良好,且随炉渣碱度、Al2O3含量的增加而降低,该规律与试验规律相一致。M-MIVM(FII)仅通过拟合子二元系活度或者直接由无限稀活度系数就能够预测多元熔体的热力学性质。 相似文献
8.
Vishnu Teja Mantripragada 《Canadian Metallurgical Quarterly》2020,59(2):159-168
ABSTRACTArgon gas is often injected from the bottom of the ladle during steel refining operations. The injected gas interacts with the liquid (metal and slag) bath and enhances the momentum, heat, and mass transfer rate in the melt. However, during these gas–liquid interactions, an opening of the slag layer called slag eye is formed, which exposes the molten metal surface to the atmosphere, which is generally undesirable. In the current work, a transient, three-dimensional mathematical model is used to study the turbulent gas–liquid interactions in single as well as dual bottom blown industrial steelmaking ladles. A Coupled Level Set Volume of Fluid (CLSVOF) model is used for tracking the steel-argon, steel-slag, and argon-slag interfaces, from which the slag-eye area has been predicted. It is found that the inlet gas purging rate, melt height, slag layer thickness, angular and radial positions of the gas inlets affect the slag opening area. Non-dimensional empirical correlations are proposed to predict the slag opening area in both single as well as dual purged ladles, using non-linear regression analysis. 相似文献
9.
通过水热浸出实验分别研究了精炼废渣及合成的废渣中2种主要单一矿相12CaO?7Al2O3和2CaO?SiO2的溶解行为,并将二者进行对比分析,探究了LF精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为。结果表明,废渣浸出过程中浸出液的pH?12,且随浸出时间增加,电导率和Ca浓度增加,Al浓度急剧下降,Si浓度低于0.1 mg/L且保持不变;12CaO?7Al2O3浸出过程中,随时间增加,浸出液pH值稳定在约11.3,浸出液中Al浓度增加,Ca浓度略微下降。2CaO?SiO2浸出液中主要为Ca2+,Si浓度低于0.6 mg/L;废渣与单一矿相浸出过程的pH值及Al, Si浓度较接近,可以通过单一矿相的溶解行为研究精炼废渣在水热浸出过程中的溶解行为,但废渣浸出液的Al和Si浓度均低于单一矿相,表明废渣中CaO等其它组分溶解抑制了12CaO?7Al2O3和2CaO?SiO2溶解。 相似文献
10.