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。     

氟化钙对重构钢渣胶凝活性和体积安定性的影响

针对钢渣作为胶凝材料时存在胶凝活性低、体积安定性差等问题,采用向钢渣中添加不同比例氟化钙(CaF_2)的方法来提高重构钢渣的胶凝活性和体积安定性。研究表明,随着CaF_2掺量的增加,重构钢渣的胶凝活性指数呈现不断上升的趋势,在CaF_2的掺量为5%下,重构钢渣的胶凝活性指数达到120%左右;同时通过EDTA化学滴定发现游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-MgO)含量均不断下降,最终分别下降到0.09%、0.19%;通过XRD和SEM分析发现,随着CaF_2掺量的增加,硅酸二钙(C_2S)的衍射峰逐渐减弱,硅酸三钙(C_3S)的衍射峰逐渐增强;当CaF_2掺量为1%现了铁铝酸四钙(C_4AF)、铝酸三钙(C_3A)的衍射峰,但C_3A的衍射峰较弱。分析原因表明:矿化剂(CaF_2)的加入可以促进中间相氟硅酸三钙(3C_3S-CaF_2)和氟硅酸二钙(2C_2S-CaF_2)的生成,降低重构钢渣的熔点,增加反应的液相量,降低重构钢渣的粘度,同时CaF_2还可提高CaO、SiO_2和MgO的反应活性,降低熔渣中f-CaO和f-MgO,促使C_3S和C_2S顺利生成。     

转炉钢渣的物理化学和矿物特性分析

 为了合理回收转炉钢渣中的铁,以临钢钢渣为原料,采用光谱半定量全分析、X衍射、扫描电镜、和电子探针等方法分析试样的物理化学和矿物特性,并对原渣的粒度和金属分布进行测定。结果表明：转炉钢渣中主要物相是硅酸二钙、硅酸三钙和熟石灰,含铁物相主要有金属态（Fe）、简单化合态（Fe2O3、Fe3O4、Fe2O3·nH2O和FeCO3等）、铁酸盐（2CaO·Fe2O3等）和固溶体（MgO·2FeO）,全铁品位高达23.39%,分布比较分散;钢渣比较难磨且具有选择性破碎特性。研究结果为后续钢渣加工和综合利用提供了依据。     

不同钙基固硫剂固硫效率实验研究

通过在不同的Ca/S下,对钙基固硫剂CaO、Ca(OH)_2、CaCO_3和CaO_2进行固硫实验研究,并进行热力学分析,为在高温下燃煤固硫的存在提供了理论基础。由实验结果得出:Ca/S为2~3时,四种钙基固硫剂固硫能力最佳;在高温下,固硫效果较好的是Ca(OH)_2,其次是CaO和CaO_2,CaCO_3的固硫效果最差。     

铁尾矿加气混凝土在蒸压养护条件下反应机理

通过X射线衍射、扫描电镜、红外光谱、差热扫描热重分析等测试方法,研究了铁尾矿加气混凝土在蒸压养护条件下的反应机理.未蒸压坯体中主要水化产物为钙矾石、结晶度低的水化硅酸(CSH)凝胶和Ca(OH)2,铁尾矿中部分矿物X射线衍射峰降低.经蒸压养护后,钙矾石的X射线衍射峰消失,托贝莫来石的X射线衍射峰增强,表明在高温高压和热碱激发下,铁尾矿中的矿物成分发生分解,活性组分SiO₂和Al₂O₃结合Ca(OH)₂发生反应,生成托贝莫来石。      

硝酸锶催化—乙二醇—苯甲酸法测定转炉渣中游离氧化钙

钢渣中由于有部分MgO、MnO、FeO呈固溶体状态存在,因而使样品中的氧化钙活度下降,导致测定水泥中游离氧化钙的甘油—乙醇法(GB_(176-76))很难将其全部溶出.乙二醇—EDTA法样品中的Ca(OH)_2、Ca_3(PO_4)_2、CaCO_3有水化现象,故均需分离后滴定.由于浸取时间冗长,硅酸钙的影响也难消除.这些方法的分析周期均达4～6小时,因而较难满足生产需要.上钢一厂采用乙二醇-苯甲酸法在非     

利用新硫酸和钛白废酸直接酸浸含钒钢渣试验研究

以含钒钢渣为原料,进行新硫酸和钛白废酸直接酸浸提钒研究。首先对试验用含钒钢渣进行成分、结构分析,结果表明:含钒钢渣主要由Ca_2SiO_4,(MgO)_(0.593)(FeO)_(0.407),Ca_3Fe_2(SiO_4)_3,Ca_3(V,Ti)_2O_7等相结构组成。钒在含钒钢渣中弥散分布在多种矿物中,以V~(4+)价态与元素Ti、Fe、Ca、O元素形成的较为致密的大颗粒的钒钛钙氧化物(Ca_3(V,Ti)_2O_7),是主要的钒富集相。直接酸浸难以破坏其结构,要提高钒的浸出率需要对含钒钢渣进行球磨。元素Ca、Si、V、O等元素形成了硅酸二钙等矿相,这些矿相中钒含量较低且较为分散,但其中V容易被酸直接浸出。含钒钢渣新酸直接浸出表明:常温,搅拌速度200 r/min,硫酸浓度30%,含钒钢渣粒度为-120目(124μm)粒级占比65%,液固比7∶1,酸浸时间1 h时,为较好的酸浸条件,钒的浸出率可以达到79%。上述工艺条件下液固比为5∶1时,以钛白废酸进行浸出时,钒的浸出率达到74%,新硫酸和废酸的钒浸出率相差不大。由于含钒钢渣CaO、FeO含量较高,耗酸量大,以新硫酸浸出,成本太高,而钛白废酸是废弃物,不能直接排放,传统处理工艺是采用碳酸钙中和,采用含钒钢渣中和钛白废酸可以大大消耗钛白废酸用量,降低单独中和废酸的碳酸钙用量,同时将含钒钢渣中的钒提取出来,实现了含钒钢渣的高值化利用。     

氧化钙类杂质对铁水脱磷的影响分析

除尘灰制备炼钢脱磷剂极具实用价值,但其所含CaO类杂质却会影响脱磷。1 400℃条件下,参考Fe_2O_3-CaO-CaCl_2系脱磷剂,分别利用不同摩尔比的Ca(OH)_2、CaCO_3替换脱磷剂中的CaO,对磷质量分数为0.3%的铁水进行了脱磷试验。同时,分别利用CaO、Ca(OH)_2、CaCO_3作为固定剂,研究了各自的铁水脱磷特征。此外,参考Fe_2O_3-CaO-SiO_2-CaCl_2系脱磷剂,分别利用CaO/SiO_2混合物、CaSiO_3作为脱磷剂初始组分,研究了二者的脱磷差异。结果表明:当Ca(OH)_2以任意摩尔比替换脱磷剂中的CaO时,替换比对脱磷率的影响并不明显;但当使用CaCO_3进行替换时,脱磷率会在替换比超过约0.5后显著下降。而相对于CaO,当以Ca(OH)_2、CaCO_3作为固定剂时,脱磷速率能在初期获得明显提高,但在后期相对下降。此外,相对于CaO/SiO_2混合物,当以CaSiO_3作为脱磷剂初始组分时,脱磷速率在前期和后期均能获得明显提高。     

钢渣改性生物质废弃材料制备生态活性炭及其降解甲醛性能

以钢渣与生物质废弃材料为研究对象,利用钢渣中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理获得生态活性炭,研究钢渣种类、钢渣粉磨时间和钢渣超微粉用量对生态活性炭降解甲醛性能的影响。利用X-射线荧光光谱仪（XRF）、X-射线衍射仪（XRD）、激光粒度仪（LPSA）、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、比表面积及孔径测定仪（BET）和扫描电子显微镜（SEM）测试钢渣超微粉的化学成分、钢渣超微粉的矿物组成、钢渣超微粉的粒径分布、钢渣超微粉的结构组成、生态活性炭的孔结构和生态活性炭的微观形貌。结果表明:钢渣为电炉渣,钢渣粉磨时间为90 min,钢渣超微粉用量为20 g制备的生态活性炭具有良好的降解甲醛性能与合理的经济性,即10 h后甲醛降解率为57.5%。电炉渣中Fe元素与Mn元素含量高,其中Fe元素促使大量甲醛在活性炭的多孔结构中形成富集,Mn元素对富集的甲醛进行催化降解,实现吸附降解与催化降解的协同作用。适当延长钢渣粉磨时间可以减小钢渣超微粉的粒径大小与改善钢渣超微粉的粒度分布均匀程度,有利于提高钢渣超微粉与活性炭、甲醛的降解作用面积。适量的钢渣超微粉可以提高生态活性炭的粉化率,抵消由于孔容积与比表面积降低导致的活性炭吸附降解作用下降的问题。      

氧化铈超微粉前驱体的制备与表征

采用萃取分离生产线取得的氯化铈料液为铈源,碳酸氢铵为沉淀剂利用转形工艺合成氧化铈前驱体,最后前驱体通过烘干和焙烧制备了超微氧化铈粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和粒度分析仪研究了不同的碳酸氢铵与铈离子物质的量之比(料比)对超微粉前驱体的液计回收率、粒度(D50)和粒度分布的影响,结果表明:得到的前驱体为碱式碳酸铈,其粒度(D50)小于3μm;当料比由2.6:1逐渐增加到3.5:1时,氧化铈超微粉前驱体的液计回收率逐渐上升,而其粒度与粒度分布均有先减小后增大的特征,且当料比为3:1时粒度分布最佳,分布系数为0.739,此时液计回收率为98.31%,D50为1.790μm,对应的超微氧化铈粉粒径均匀,为0.1~0.3μm。     

LF精炼渣碳酸化过程Ca赋存状态转变

为提高LF精炼渣资源化利用效率,对精炼渣碳酸化过程中Ca赋存状态转变进行了研究。通过碳酸化实验确定了温度为20℃,液固比为5,通气量为600 mL/min,转速为700 rad/min,粒径小于88μm时碳酸化效果最好,并探究了不同pH条件下Ca^2+、HCO3^-、CO3^2-的浓度变化。在此基础上,利用XRD、SEM、TG-DTA、FT-IR等方法对碳酸化前后精炼渣进行了表征分析。XRD分析表明,f-CaO、Ca2SiO4、Ca3Al2(SiO4)3衍射峰强度减弱,碳酸化后主要产物为CaCO3;DG-DTA分析表明,碳酸化产物在600~800℃失重率达13.35%;SEM分析表明,生成的CaCO3颗粒聚集附着在精炼渣颗粒表面;FT-IR表明,碳酸化后产生大量碳酸盐,并多为方解石晶型。     

不同温度下精炼渣碳酸化微观结构变化

为了研究不同反应温度条件下精炼渣矿相成分在碳酸化过程中微观结构特征变化,在不同碳酸化反应温度20、40、60、80℃下,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TG-DTG)、29Si固体核磁共振等测试方法分析了精炼渣碳酸化特征变化.结果表明,随着碳酸化反应温度的升高,精炼渣与反应产物CaCO3的粒径逐渐增...     

钢渣成分变化对其矿物相及易磨性影响的研究

使用分析纯试剂配制CaO-SiO 2 -MgO-Fe 2 O 3 四元基础渣系,调节渣中各成分质量分数,分析矿物相变化规 律。将不同成分质量分数的渣样粉磨后进行粒度测试,结果表明:CaO和SiO 2 的加入使易磨的硅酸盐相所占比例 增大,且随着CaO质量分数的增加,2CaO·SiO 2 （C 2 S）相边缘整齐,易于破碎;Fe 2 O 3 的加入使铁钙相及难磨的 MgO· n FeO相增多,降低了钢渣的易磨性。     

高碱度精炼渣对GCr15轴承钢洁净度的影响

 利用实验室渣-钢平衡试验研究了高碱度精炼渣对GCr15轴承钢中[w(T[O])]和夹杂物的影响。结合试验结果和热力学分析,探讨了钢中[w(T[O])、]夹杂物尺寸分布和粒径大小的变化规律,以及氧化物夹杂的转变过程。研究结果表明,碱度为6时,精炼渣(59.4%CaO-24.8%Al2O3-9.8%SiO2-6%MgO)可将钢中[w(T[O])]控制在0.000 6%以内,氧化物夹杂平均尺寸最小为2.26 μm。随着钢中[w([Ca])]和[w([Mg])]的增加,钢中氧化物夹杂转变过程为Al2O3→MgO·Al2O3→MgO→CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物(核心为MgO,外围包裹着CaO-Al2O3)。渣-钢反应前期钢中以MgO·Al2O3为主,后期以MgO和CaO-Al2O3-MgO复合夹杂物为主。氧化物夹杂转变的试验结果与热力学分析结果相一致,大多数氧化物夹杂尺寸小于5 μm。     

钢渣替代烧结白灰的试验

钢渣中含有大量能够循环利用的钙、铁、镁等成分,替代熔剂用于烧结过程是钢渣循环利用的重要途径之一。为提高钢渣在烧结过程中的使用比例,回收利用钢渣中的有用成分,采用XRD、矿相显微镜、微型烧结装置和烧结杯装置对某钢厂转炉钢渣进行了替代烧结白灰的试验研究。结果表明,钢渣的矿物组成主要是RO相(MgO、FeO和MnO的固溶体)、硅酸二钙、硅酸三钙等;钢渣作为熔剂用于烧结能够促进液相生成,提高液相流动性;钢渣搭配优质白灰替代部分低质白灰能够提高烧结矿的成品率和平均粒径,降低固体燃耗。     

TiO_2含量对含钛高炉渣中铁聚合行为的影响

针对承钢含钛高炉渣黏度大,渣铁分离较差,炉渣中含金属铁2%左右,给高炉渣利用带来困难,使生铁成本升高等问题,研究了渣中铁的存在形式,TiO_2含量对渣中铁聚合的影响,以及铁聚合机理。研究结果表明:随着TiO_2含量的增加,渣样中的铁珠的聚合效果越来越差,铁珠聚沉的位置由渣样的底面和侧面转移到渣样的顶部和侧面,并且渣样与坩埚的界面产生了金红色高熔点物质Ti(C,N)。随着渣中TiO_2含量的增加,炉渣中的铁含量从0.4%持续升高到1%。     

钢渣-锰渣复混肥的制备、结构与性能

为探索钢渣、锰渣多行业大宗固废耦合利用的可行之路,利用锰渣与钢渣的水化性能制备了钢渣-锰渣复混肥,并使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、荧光X射线(XRF)、紫外线分光光度计、电感耦合等离子发射光谱仪等方法对复混肥的微观结构、物相、成分、浸出毒性及其他物理化学性能进行分析。结果表明,复混肥中钢渣、锰渣最佳质量比为9∶1,其堆积密度为1.019 g/cm3,表观密度为1.942 g/cm3,吸水率为15.23%,筒压强度为2.28 MPa,内部具有疏散毛细孔结构,主要物相为硅酸盐类、水合硅酸盐类、水合磷酸盐类、石英和硅酸二钙。该复混肥具有较高的Si、Ca、Fe、Mg等利于植物生长的中量元素和微量元素,其有效硅质量分数为18.876%,且毒性检测符合国家肥料检测标准。     

Reoxidation of Al‐Killed Steel by Ca(OH)2 in the High Basicity Slag

In the present work, reoxidation of Al‐killed steel by Ca(OH)₂ in high basicity slag was investigated by using laboratory experiments at 1873 K in MgO crucibles with various amount of Ca(OH)₂ addition into slag. The CaO–SiO₂–Al₂O₃–MgO–Ca(OH)₂ slags were used to study the effect of Ca(OH)₂ on total oxygen content, aluminum loss, and FeO content in the slag. It was shown that total oxygen content decreased with the time when no Ca(OH)₂ was added into the slag, but it first increased and then decreased with the time when the addition of Ca(OH)₂ was made. Moreover, aluminum loss and FeO content in the slag increased with increasing Ca(OH)₂ content.