特殊钢渣超微粉改性废弃核桃壳制备钢渣基生物质活性炭及其吸收氯气的性能

以特殊钢渣超微粉与废弃核桃壳为研究对象,利用特殊钢渣超微粉的化学成分对废弃核桃壳进行改性处理制备钢渣基生物质活性炭。研究废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微粉的质量比、特殊钢渣超微粉细度和吸附环境温度对钢渣基生物质活性炭吸收氯气性能的影响。结果表明:废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微粉的质量比为100∶6,特殊钢渣超微粉的细度为600目,吸附环境温度为30 ℃时钢渣基生物质活性炭吸收氯气性能较好。特殊钢渣超微粉中Fe₂O₃具有磁性有利于氯气在钢渣基生物质活性炭表面形成富集,提高其吸附能力,CuO和MnO具有催化性可以协助促进钢渣基生物质活性炭的吸附能力。特殊钢渣超微粉细度过大,会造成小粒径颗粒团聚,从而影响钢渣基生物质活性炭对氯气的吸附能力进一步提高;在特殊钢渣超微粉粒径较小时,均匀性较好的特殊钢渣超微粉对提高钢渣基生物质活性炭吸附氯气较小。较高的吸附环境温度可能导致钢渣基生物质活性炭对氯气出现解析现象;同时钢渣基生物质活性炭表面没有出现特殊钢渣超微粉团聚与沉积的现象,具有层状结构特征,为吸附氯气提供了空间。      

基于响应曲面法制备钢渣–花生壳基生态活性炭及其吸附性能研究

以钢渣超微粉和花生壳为原料制备钢渣–花生壳基生态活性炭,基于响应曲面法研究微波功率、浸渍比、钢渣掺量和钢渣细度对钢渣–花生壳基生态活性炭对甲醛气体吸附率的影响,并对其进行优化处理.利用X-射线红外光谱仪、场发射扫描电镜、比表面积及孔径测定仪等对钢渣–花生壳基生态活性炭进行表征分析.结果表明：钢渣–花生壳基生态活性炭最优制备参数为微波功率530 W,钢渣细度1160目,钢渣掺量(质量分数)10.8%,浸渍比1.25,其对甲醛气体的吸附率为94.14%.影响钢渣–花生壳基生态活性炭性能的因素次序依次为：微波功率、钢渣掺量、浸渍比、钢渣细度,其中微波功率与浸渍比、微波功率与钢渣掺量、钢渣掺量与钢渣细度均存在显著交互作用.适量钢渣改性活性炭有利于形成规则的孔结构、提高表面酸性官能团含量以及增强表面极性.     

转炉钢渣粉磨特性的分形研究

 本文运用分形理论,依据钢渣粉磨试样的粒度分布测试结果,对其分形维数进行了理论计算,并对试样的颗粒特征进行了分析研究。结果表明,拟合曲线的线性相关系数均大于0.97,说明钢渣微粉的粒度分布具有分形结构特征。随着粉磨时间的延长,钢渣微粉粒度分布的分维值逐渐增大,在一定时间后,其粒度分布的分维值变化趋于平缓。分形维数与钢渣微粉的比表面积间满足良好的线性关系,并与钢渣基水泥材料的胶凝性能良性相关。     

粉磨方式对钢渣微粉特性的影响

采用机械粉磨法将钢渣磨成微粉并运用于建材生产是钢渣资源化再利用的一种有效途径。分别采用球磨机和超音速蒸汽粉碎机对钢渣进行机械粉磨,对比分析这2种粉磨方式下获取的钢渣微粉的粒度分布、化学组成、矿物组成和活性指数等特性,同时对这2种粉磨方式的粉磨效率和能耗进行计算。结果表明:与球磨法相比,采用超音速蒸汽粉碎机粉磨获得的钢渣微粉粒径更小(D_(50)=2.06μm),粒度分布范围更窄,粒度更均匀。采用超音速蒸汽粉碎机获得的钢渣颗粒出现明显的化学组分偏析现象,粒度较小的钢渣颗粒中富集更多的Ca、Si元素,这有利于提高其胶凝活性。与球磨机相比,超音速蒸汽粉碎机的粉磨效率更高,能耗更低,更适合钢渣的粉磨。     

转炉钢渣在烧结生产中的应用

转炉钢渣属碱性炉渣,其中含有Fe、Ca、Mn、Mg等元素,可代替石灰石作烧结熔剂。实践证明,在烧结生产中适量使用转炉钢渣,不仅为钢渣的综合利用开辟了一条     

钢渣超微粉理化特性

超微粉化是实现钢渣高效利用的重要途径,但不同粒度的钢渣超微粉的理化性质不同。利用激光粒度分析仪、X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪和热失重分析仪,分别测定不同粒度钢渣超微粉的粒度分布、化学元素组成、矿物组成和热失重。结果表明:钢渣超微粉的D50(D50为粒度分布曲线中数量累积分布为50%的等效直径)在3.15~15.78μm之间。随着D50的增加,样品中Ca的质量分数递减,减少量达18.60%,Fe、Mn、V、P的质量分数递增,增加量分别达104.58%、154.90%、129.03%和163.64%;Si、Mg、Al和Ti的含量随超微粉粒度变化规律不明显。随Fe含量的增加,钢渣超微粉的松装密度增大。随样品粒度的增大,Ca(OH)_2和CaCO_3衍射峰逐渐变弱直至消失,RO相和Ca_2Fe_2O_5的衍射峰逐渐增强,硅酸二钙(C2S)和硅酸三钙(C3S)衍射峰变化不明显。随着样品粒度减小,可热分解的钙镁化合物MgCO_3、Ca(OH)_2和CaCO_3含量逐渐增加。     

含钛高炉渣制备甲醛吸附剂的研究

鉴于高炉渣中含有具有良好光催化降解作用的TiO2,且来源廉价广泛,因此研究如何高效合理地利用含钛高炉渣便成为必然。采用分析纯盐酸,在室温条件下对含钛高炉渣进行不同时间的酸浸处理,并进行比表面积、SEM扫描电镜、EDS能谱及甲醛吸附性能的测试。结果表明:酸浸处理后吸附剂表面为多孔结构,吸附剂比表面积由4.56 m2/g增大到105.35 m2/g,可用作甲醛的吸附剂;随酸浸时间的延长,吸附剂中Ti的含量由15.33%增加到最高31.39%,折算为TiO2的含量为39.6%,即酸浸处理可使含钛高炉渣中的TiO2富集。其中,酸浸时间为5 h的样品获得比表面积105.35 m2/g、TiO2含量34.7%,甲醛吸附能力达0.36 mg/g,是市场销售活性炭吸附能力(0.12 mg/g)的3倍。     

复合助磨剂对钢渣超微粉助磨效果

以乙二醇与三乙醇胺为原料、无水乙醇为溶剂配制复合助磨剂。将复合助磨剂分别与滚筒渣、脱硫渣和热闷渣进行混合后,利用行星式球磨机进行粉磨。研究钢渣的化学成分与矿物组成、不同助磨剂对钢渣超微粉粒度分布的影响、复合助磨剂对钢渣超微粉的作用机理。结果表明,当乙二醇、三乙醇胺与无水乙醇按体积比2∶2∶2配制复合助磨剂,以钢渣∶复合助磨剂质量体积比为450 g∶6 mL时,钢渣超微粉的粒度分布最佳,即d90为9.14~9.28、d50为3.31~4.20、d10为0.99~1.04和d90-d10为8.11~8.24 μm,其中复合助磨剂对脱硫渣的助磨效果最佳。     

钢渣超微粉的粒度分布分析研究

超微粉化是实现钢渣高效利用的重要途径,粒度分布是超微粉的关键性质之一。采用激光粒度分析仪(LSA)考察了分散介质、固体质量浓度、超声分散时间以及搅拌速度对钢渣超微粉的粒度分布(用D_(10)、D_(50)和D_(90)表示,D_(10)、D_(50)和D_(90)分别是样品分布曲线中累积分布为10%、50%、90%时的等效直径)的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)观察并计算钢渣超微粉粒度分布,将其结果与LSA测定结果对比验证。结果表明,使用激光粒度分析仪测试钢渣超微粉浓度时,无水乙醇为适宜的分散介质;固体质量浓度在0.10~0.90mg/mL范围时,随质量浓度增加,样品粒度测量结果变小,质量浓度为0.01~0.10mg/mL时,测量的D_(10)、D_(50)和D_(90)变化不大,因此适宜的测量浓度为0.01~0.10mg/mL;超声分散时间应大于30min;搅拌速度对钢渣超微粉粒度测试结果无明显影响。另外,激光粒度分析仪8次测试结果具有高度重复性,其结果与扫描电子显微镜所测粒度分布结果相一致。     

大颗粒LSM的制备及表征

采用共沉淀法制备了固体氧化物燃料电池的阴极材料LSM(La0.8Sr0.2Mn03).利用XRD、粒度分析仪、BET、SEM测试手段分析灼烧温度对所得粉体的晶相组成、颗粒粒度、比表面积及粉体形貌的影响.研究结果表明,随着灼烧温度的升高,形成的钙钛矿型结构渐趋完整,粉体的粒度逐渐增大,比表面积逐渐减小,其中心粒径都在30μm以上.     

高炉渣和转炉渣粉磨能耗和微粉特性研究

 采用相对易磨性的方法比较了水淬高炉渣、滚筒转炉渣和风碎转炉渣的粉磨能耗。采用粒度分布和分形方法研究了炉渣微粉的特性。研究结果表明：水淬高炉渣易磨性最好,而滚筒转炉渣易磨性最差。水淬高炉渣微粉整体粒径分布均匀,不同粒度范围内微粉特性差异较小。而转炉渣中存在明显的难磨相,不同粒度范围内的分形分维数有明显差异。当炉渣微粉磨至很细时,单位质量滚筒转炉渣和风碎转炉渣的能耗分别约是水淬高炉渣的3.19和2.17倍。转炉渣中存在的FeO和金属铁导致其相对水淬高炉渣更难磨。滚筒转炉渣中的大量MgO·2FeO相导致其比风碎转炉渣更难磨。     

粉末样品的粒度对压片-X射线荧光光谱法测定炉渣准确度的影响

压片-X射线荧光光谱法(XRF)测定炉渣的准确度常常受到粒度效应和矿物效应的影响。实验结合扫描电镜和能谱仪的检测手段,从宏观和微观的角度研究了炼钢精炼炉渣各组分在不同粒径范围的分布;对不同制备方法制得的粉末样品进行压片法和熔片法制片后采用X射线荧光光谱测定,并分析了检测结果产生差异的原因;借助ANOVA一元方差统计分析法,在0.16~0.088mm粒度范围内,讨论了粒度对不锈钢精炼渣、电炉渣、碳素钢精炼渣、电炉渣主成分的压片-X射线荧光光谱法结果的影响:同一样品的同一组分在不同粒度范围内所占份额不同,特别是氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁尤为显著,以至影响样品的均匀性和代表性;当样品粒度研磨至0.16~0.088mm时,粒度影响不显著,压片法测定结果趋于稳定,可满足生产检验需求。     

利用热镀锌渣制备超细锌粉的试验研究

利用冷轧厂热镀锌渣为原料,采用蒸发-冷凝法直接制备出超细锌粉。采用新型蒸发装置、冷却装置,考察了最大蒸发温度、恒温时间、保护气体通入量、蒸发物料量、冷却强度等对锌粉收得率及粒度分布的影响。对所得超细锌粉的化学成分、粒度分布、XRD和微观结构进行测试,并讨论了锌粉团聚的原因及对策。     

转炉渣热闷法直接上线工艺处理概况及应用

转炉渣含丰富的金属氧化物、微量元素及矿物,具有很高的回收利用价值。钢渣热闷法以其环保低耗、回收率高的特点被逐渐应用于钢渣的预处理工艺。简要介绍转炉渣的组成和性能及质量影响因素、焖渣工艺的原理及方法和现状,重点分析研究了某公司突破性地实现了转炉渣焖渣坑直接上线深度处理工艺。该工艺通过分坑倒入转炉渣、多次分段打水、颚破初破和棒磨机细磨后磁选等工艺、设备的优化,解决了当前焖渣工艺存在的焖坑内板结、焖后红块的问题,提高了钢渣质量性能,达到尾渣粒度最小化和金属铁回收量最大化,使其具备直接上线的能力,同时减少了扬尘污染与外排水资源浪费。该工艺实现了:焖渣坑直接上线比例达43%以上,脱碳线上线率达76.3%以上,尾渣破碎后粒度小于10 mm,且处理后尾渣含铁量小于1.06%,金属回收率得到大幅提升,对钢渣的回收利用具有指导意义。      

改性钢渣/橡胶复合材料导热性能及耐久性研究

利用自制钢渣助磨改性剂处理热闷渣、电炉渣与风淬渣,将改性后的钢渣微粉与炭黑、橡胶基体等复合形成改性钢渣/橡胶复合材料.采用导热系数仪,测定三种改性钢渣/橡胶复合材料热氧老化1、3、5、7、9、11 d的导热系数;根据Young’s与Flory方程计算出三种改性钢渣/橡胶复合材料热氧老化前后的接触角θ与交联密度;采用热重分析仪(TGA)、场发射扫描电镜(SEM)进行热氧老化前后分析.未热氧老化时,在三种改性钢渣/橡胶复合材料中改性电炉钢渣/橡胶复合材料的导热系数最低,为0.187 W·m^-1·K^-1,是因为改性电炉渣粒中位径(d₅₀)最小,即3.49μm,形成更致密的胶裹渣结构,不易形成导热通路,使其导热系数降低.热氧老化时,破坏胶裹渣结构,改性电炉渣/橡胶复合材料形成的孔隙大,分散性最好,降低界面热阻,更易形成导热通路,使其导热系数最高.热氧老化后,橡胶复合材料表面粗糙度变大且存在较长裂纹与较深孔洞,导致橡胶复合材料吸水性增加,接触角下降.由于改性热闷渣的粒径最大,在热作用下氧气更容易进入橡胶复合材料中与橡胶分子链(双键...