硅锰渣在建筑材料领域的应用现状和发展方向

硅锰渣是冶炼硅锰合金产生的最多的废渣。随着科技的不断进步，硅锰渣的利用由胶凝材料向高附加值产品方向发展。通过对硅锰渣的矿物学特征进行描述，综述了利用硅锰渣制备矿棉、微晶玻璃、水泥、混凝土掺合料、透水砖等材料的研究现状、应用及性能评价，同时也对其应用前景进行了展望。“新一步法”制备矿棉既可以实现硅锰渣的高附加值利用，又符合国家的节能环保政策，是硅锰渣资源化利用的一种发展趋势。     

硅锰渣的综合利用现状

正硅锰渣也叫硅锰冶炼渣,主要由CaSiO_3、CaAl_2O_4、Ca_2Al_2SiO_7、Ca_2MgSi_2O_7、MgSiO_3等组成,是冶炼硅锰合金时排放的一种工业废渣,其结构疏松,外观常为浅绿色。一情况下生产1t硅锰合金将产生1.2t的硅锰渣,开发硅锰渣的综合利用很有必要,当前现状是:     

锰硅合金渣水淬工艺设计

简单论述了锰硅合金渣水淬工艺参数、工艺流程以及所用设备等的详细情况,介绍了自主设计的锰硅合金渣水淬工艺系统(炉前水淬).该工艺设计吸取了多家同类企业的经验,具有多种优点,先进合理.     

冶炼特殊需求的中碳锰铁合金工艺研究

根据冶金学原理,探讨了中碳锰铁中锰含量的控制方法。中碳锰铁主要元素为锰、铁、硅、磷、碳、硫等,其中硅、磷、硫三种元素占的比例不超过5%,而锰和铁含量占95%以上的比例。如果合理控制合金中铁的含量,就能有效控制合金中的锰含量,从而生产出不同锰含量的中碳锰铁合金。文章研究了如何控制和优化合金中锰、铁含量比例,从而生产出符合炼钢企业需要的产品。     

锰和硼对冷轧钢板水淬性能的影响

冷轧马氏体钢板通常采用水淬生产以降低合金含量。冷轧马氏体钢一般通过加锰来保证淬硬性,也可以加硼,从而进一步降低合金成本。以冷轧马氏体钢板为研究对象,研究锰、硼含量对冷轧板水淬力学性能和组织的影响,探索锰、硼在水淬马氏体钢中的合理含量。研究表明:在文中所述的试验条件下,单独加锰,锰含量1.65%以上可以基本获得全马氏体组织;在1.65%的情况下,加硼仍对强度有一定提高作用;在1.05%的较低锰含量下,要获得全马氏体组织,钢中需要添加0.0036%的硼。     

自然沉降法去除铝硅合金中铁相的机制探讨

对碳电热还原法生产的共晶铝硅合金加锰自然沉降法除铁进行了研究。通过差热热重及对自然沉降后获得的合金富铁相成分进行分析,结果表明:共晶铝硅合金加锰后,锰会与合金中的富铁相结合,增大富铁相的密度,提高富铁相的初晶温度;当合金中Mn/Fe达到1以上时,富铁相的初晶温度提高100℃以上;当富铁相中锰含量大于10%时,多呈块状,利于沉降到合金熔体底部,当锰含量低于6%时,富铁相多为针状留在合金中。通过加锰自然沉降可将合金中60%以上的富铁相去除。     

从硅锰渣中回收硅锰合金的试验

我厂生产硅锰合金时产生大量废渣,其中含有不同数量的铁合金,造成较大的浪费。为此,研究所从1984年10月份起进行了从硅锰渣中回收硅锰合金的可行性试验。根据多次试验结果估算,我厂每年大约可回收硅锰合金1200吨。     

半成品锰硅合金锰含量对低中碳锰铁工艺指标的影响及控制设想

阐述了低中碳锰铁生产对锰硅合金的基本要求，分析了锰硅合金的合锰量与精炼工艺入炉矿石锰铁比要求的关系及对工艺指标的影响，提出了锰硅合金锰含量的合理控制范围。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定锰铁、硅锰合金中锰硅磷

熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)测定合金样品,需重点解决样品前处理中合金样品侵蚀铂-黄金坩埚的难题。实验以无水四硼酸锂为熔剂,过氧化钡、碳酸锂为氧化剂,建立了熔融制样-X射线荧光光谱法测定锰铁、硅锰合金中锰、硅、磷含量的方法。实验方法采用低温预氧化熔融制样技术,解决了锰铁、硅锰合金对铂-黄金坩埚腐蚀的难题;应用碳烧失基和消去项消除了锰铁、硅锰合金中烧失/烧增量对检测结果的影响。试验进一步探讨了稀释比、氧化剂加入量、熔融温度、熔融时间等条件对锰铁、硅锰合金中锰、硅、磷含量的影响,得出最佳试验条件:稀释比(m_{无水四硼酸锂}∶m_试样)为7∶0.25;氧化剂量分别为过氧化钡 0.5000g、碳酸锂0.5000g;熔融温度为1100℃;静置熔融时间为150s。锰、硅、磷的方法检出限分别为10、25、18μg/g。在最佳实验条件下分别对锰铁(GSB03-1687-2004)、硅锰合金(GSB03-1316-2000)国家标准样品进行精密度考察,锰测定结果的相对标准偏差(RSD)分别为0.088%和0.053%(锰),0.35%和1.1%(硅),2.9%和1.2%(磷)。对于锰铁、硅锰合金实际样品,实验方法与国标方法的测定结果一致性较好,能满足常规分析要求。     

利用粉煤灰生产免烧承重砖

利用粉煤灰等工业废渣生产免烧承重砖，属资源综合利用的新型建材项目，该产品质量可靠，效益可观。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定锰硅合金中硅、锰、磷元素含量

本文采用无水四硼酸锂作熔剂,碳酸锂做氧化剂,对样品熔铸玻璃片,合理选择仪器分析参数,建立了熔融制样-X射线荧光光谱法测定锰硅合金中硅、锰、磷元素含量分析方法。采用坩埚预先挂壁、低温预氧化技术解决了贵重金属坩埚熔融合金时容易被腐蚀的技术难题;应用样品熔片质量与工作曲线校准样品熔片平均质量的比值对检测结果进行校正,消除了高温熔融过程中硅锰合金烧失/烧增量对检测结果的影响;精密度及准确度试验结果表明,该方法稳定可靠,与化学法测定值吻合较好,能满足锰硅合金中硅、锰、磷元素的检测要求。     

锰硅合金炉渣水淬新工艺路线设计

分析了锰硅合金炉渣水淬传统工艺，并在此基础上提出采用气力提升泵及脱水筛的炉渣水淬工艺路线，并进行了工艺对比。     

高磷硅锰合金还原脱磷实验研究

在硅钼炉中,1400℃的条件下,利用硅钙合金、稀土硅、铝基脱磷剂等对高磷硅锰合金进行还原脱磷实验研究.脱磷实验采用CaO-CaF₂（质量比为25∶75）为覆盖渣,渣金比为0.2∶1.采用ICP光谱仪检测脱磷后合金中的磷含量,X射线衍射检测渣样物相成分,着重分析了不同脱磷剂及其用量对高磷硅锰合金还原脱磷的影响.结果表明：随脱磷剂用量的增加,硅锰合金脱磷率呈上升的趋势.其中,铝基脱磷剂脱磷效果最好,当其质量分数达到8%时,合金中磷的质量分数可降至0.21%,符合国标要求（≤ 0.25%）,脱磷率达78%;硅钙合金次之,当其质量分数达到10%时,脱磷率为47%;稀土硅的脱磷效果最差,当其质量分数达10%时,脱磷率仅22%.铝基脱磷剂为本实验条件下的最佳脱磷剂.     

稳恒电磁场对铸造用共晶铝硅合金中铁相的影响研究

针对碳电热法生产的一次铝硅合金经稀释精炼后其主要杂质为铁,而传统加除铁剂过滤的方法除铁效率较低的问题,采用锰为除铁剂,研究了电磁场对铝硅合金中富铁相的影响.结果表明,加入直流磁场后铝硅合金中的铁相由针状长大到片状、球状,合金中的铁相体积随直流磁场强度的增大而增大,当磁场强度达到一定值时针状的铁相消失,从而使最终合金中的绝大部分富铁相被去除.     

硅锰合金增氮制备氮化硅锰

在实验室条件下,设计9种温度制度制备氮化硅锰合金,并利用差热分析仪研究升温速率、保温温度、保温时间和降温速率对硅锰合金增氮效果的影响。结果表明,硅锰合金样品的增氮量(质量分数)为5.45%~37.92%,其均值为19.33%;影响硅锰合金增氮的主要因素是升温速率、保温温度和保温时间。硅锰合金增氮的最佳升温速率、最佳温度区间和保温时间分别为5℃/min、1 100~1 400℃、4h。在最佳温度区间1 100~1 400℃、保温4h的条件下,硅锰合金的增氮量最大,此时,硅锰合金的氮的质量分数为32.8%。使用XRD分析仪分析可得,其主要物相是Si_3N_4、MnSiN_2和Fe_2Si。硅锰合金增氮过程是固态和液态硅锰合金与氮气反应的过程,其中液态硅锰合金与氮气发生反应时增氮速度较快。     

电硅热法生产中低碳锰铁原料选择探讨

为获得低成本生产中低碳锰铁的方法,探讨了中低碳锰铁中锰的来源、锰硅合金中硅锰比以及中低碳锰铁炉渣问题,从原料选择角度阐述了由锰硅合金带入更多的锰、在碳含量允许的情况下选择低Si/Mn的锰硅合金用于中低碳锰铁生产、中低碳锰铁炉渣应用于锰硅合金生产是降低中低碳锰铁生产成本的途径。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定硅锰合金和锰铁合金中硅锰磷铁

熔融制样-X射线荧光光谱法测定铁合金化学成分,关键技术是样品预氧化,以有效避免铂金坩埚受到侵蚀。试验以专用氧化剂预处理硅锰合金和锰铁合金样品,以四硼酸锂-混合熔剂(m(Li₂B₄O₇)∶m(LiBO₂)=67∶33)为熔剂熔融制备玻璃片,建立X射线荧光光谱法(XRF)测定硅锰合金和锰铁合金中硅、锰、磷、铁含量的方法。以碳含量校正烧失量对检测结果的影响,进一步探讨了氧化剂加入量、稀释比、熔融温度、熔融时间等条件对硅锰合金和锰铁合金中锰、硅、磷、铁含量的影响,得出最佳熔融条件。熔融制得的玻璃片均匀、光洁,满足XRF测定要求。各元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.25%~4.3%之间;测定结果与硅锰、锰铁标准物质认定值相符。     

纯净锰铁生产工艺方案的实验研究

介绍了用精整锰硅粉生产低磷中碳锰铁的实验。采用“二次预炼”工艺方案,进行了对锰硅合金熔体先增硅脱磷、脱碳,然后对低磷MnSi合金熔体“二步法”脱硅的实验研究。结果表明,采用脱磷合金和CaO—CaF2系造渣剂,可以实现MnSi合金还原脱磷,脱磷率约为40％;MnSi合金中硅含量控制在21％左右,可以使合金中碳含量降至1．40％以下,该中间合金可满足生产低碳、低硫中碳锰铁产品的质量要求。     

浅谈硅锰渣在建筑材料中的利用

硅锰渣是硅锰合金企业生产中产生的工业废渣,且每生产1 t的硅锰合金会产生1.2~1.3 t的硅锰渣。大量硅锰渣肆意堆放或是闲置,不但会造成资源的浪费,还会导致环境的污染,影响硅锰合金企业的持续健康发展。硅锰渣的资源再利用就显得十分重要,将硅锰渣应用到建筑工程中,作为建筑材料,实现硅锰渣的资源再利用,转变传统建筑材料结构,并提升建筑工程的施工效率和施工质量。故此,分析硅锰渣的形成过程,硅锰渣的理化特性,解读硅锰渣在建筑材料中具体应用,旨在降低硅锰渣对环境的影响,实现硅锰渣的资源再利用。     

锰硅合金炉渣中锰回收率的影响因素

根据电炉冶炼锰硅合金的实际生产经验,分析了锰硅合金生产过程中影响锰硅合金炉渣含锰量的主要因素。同时指出,只要把这些主要因素控制在合适的范围内,就可降低渣中的含锰量,提高锰的回收率。