含铬钢渣制备水泥混合材的试验研究

采用钢渣处理含Cr~(3+)废水,将吸附Cr~(3+)后的钢渣用作水泥混合材,探讨了钢渣吸附Cr~(3+)的效果,研究了含铬钢渣对水泥砂浆凝结时间、流动度、制品强度及水化性能的影响,分析了水泥固化Cr~(3+)的机理。结果表明,钢渣能有效处理含铬废水,当废水的Cr~(3+)浓度与pH值分别为40 mg/L与6,液固比为10∶1时,该钢渣的Cr~(3+)吸附量与吸附率分别达5.93 mg/g与85.63%。引入含铬钢渣可提高水泥砂浆流动性能,但不利于改善制品的抗压强度。掺入32%的含铬钢渣可得到初凝时间、终凝时间及流动度分别为176、286 min与193.2%的水泥砂浆。养护7 d与28 d后,水泥制品的抗压强度达到了42.5R等级。XRD与SEM分析表明,钢渣水化活性低,提高钢渣的添加量不利于生成托勃莫来石、C-S-H及C-A-S-H等水化产物。Cr~(3+)未与原料中的组分发生反应,它被无定型态的凝胶产物物理包裹是抑制其浸出活性的主要原因,在酸性环境下,样品的Cr~(3+)浸出浓度均满足GB5085.3—2007标准。该研究为高效利用含铬钢渣提供了新的思路。     

氧化法处理废水的理论分析

在处理废水时,为使单纯采用中和水解法所不能除去的杂质(As~(3+)或Cr~(6+)等)净化,或者为使其在更低的pH值净化,经常要辅以氧化或还原过程。按照不同价态的离子进行水解的难易程度,金属离子可分为两类:第一类是高价易于水解而低价难于水解的离子,例如Fe~(3+)、Fe~(2+)、Sa~(4+)、Sn~(2+)等;第二类是高价不能或难于水解而低价易于水解的离子,例如UO_2~(2+)、U~(4+)、Cr~(6+)、Cr~(3+)等。对前者适于在氧化条件下进行氧化水     

降低pH对不锈钢冷轧含酸、含铬废水中重金属离子去除效果的实践探索

不锈钢冷轧含酸、含铬废水中存在Fe~(2+)、Cr~(3+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)等金属离子且强酸性,现主要利用"预处理+石灰中和+曝气氧化"法处理,最终使废水达到《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)排放。研究中和过程中pH值对金属离子沉淀效果的影响,采用沉淀滴定法计算各金属离子沉淀析出氢氧化物时的pH值,实验结果表明pH=9.0时,Fe~(3+)、Cr~(3+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)等离子沉淀后废水已满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012),从而通过改进含酸、含铬废水处理工艺,节省废水处理过程中酸碱投加费用,并向水体中少排放盐分。     

不同热处理状态下2205双相不锈钢中析出相变化的讨论

双相不锈钢因热处理或焊接过程,在300～1100 ℃影响区域内析出σ相,χ相等金属间相以及Cr2N,M23C6等析出相,这种析出倾向既受温度范围、冷却速度等因素的影响,又受合金元素含量的影响。本研究的目的是考察2205双相不锈钢不同热处理状态下析出相的变化。在选择好合适的电解制度后,实验利用电解分离的方法将不同时效条件下的析出相从基体中分离出来。通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）定性分析了析出相的形貌和结构特性,并利用激光粒度仪（DLS-sizer）分析提取残渣的粒度分布。此外,利用氧氮仪和碳硫仪分析了不同时效条件下析出相中氮和碳的含量,同时用化学湿法和电感耦合等离子光谱仪对析出相的分离与定量成分检测进行研究。实验用化学和物理的手段揭示了双相不锈钢在不同热处理状态下析出相种类、含量、元素组成和颗粒粒度的变化。     

单矿物中痕量银的催化极谱测定

痕量银在一定条件下能催化Cr~(6+)→Cr~(3+)的反应,用示波极谱测定溶液中存在Cr~(6+)离子浓度的变化,虽已有报导,但灵敏度不高。     

分光光度法测量镀锌板表面Cr~(3+)钝化剂涂覆量

为解决镀锌板表面Cr~(3+)钝化剂含量的测量问题,系统地探讨了各种镀锌板表面Cr~(3+)钝化剂含量测量方法的优劣,通过总结和研究,列举了一系列试验方法的不足之处,最终利用分光光度法进行试验,对试验结果进行了不确定度的分析,确认了一种既经济,又高效的测量方法。     

基于磷酸盐沉淀分离电镀污泥中铬铁的热力学研究

电镀污泥酸性浸出液中的铬铁分离是影响铬资源化回收的一大技术难题。目前已开发的磷酸盐选择性沉淀法分离效果好、操作简单,是一种具有发展前景的铬铁分离工艺。研究有关该体系沉淀过程的相关理论对于寻找最佳工作条件具有重要的指导意义。通过热力学计算,绘制了25℃时Cr~(3+)-Fe~(3+)-PO_4~(3-)-H_2O系和Cr~(3+)-Fe~(2+)-PO_4~(3-)-H_2O系的热力学平衡图,并考察了磷酸盐加入量和溶液中总铁浓度等相关参数对分离效果的影响。结果表明:在酸性溶液中,采用磷酸盐沉淀法分离Cr~(3+)和Fe~(3+)是不可行的;而在Cr~(3+)-Fe~(2+)-PO_4~(3-)-H_2O系中,CrPO_4(s)单独稳定区的存在,为Cr~(3+)和Fe~(2+)的分离提供了一条途径;通过热力学分析,获得了Cr~(3+)和Fe~(2+)分离的最佳工作窗口。结合已有研究,进一步验证了理论计算的准确性。     

固溶时效后高氮奥氏体不锈钢的物理化学相分析

采用物理化学相分析技术研究了高氮奥氏体不锈钢固溶时效后的碳、氮化物析出行为,确定了析出相的类型、粒度分布、含量及组成结构式.结果表明:氮含量低的1Cr22Mn15N0.6以M₂₃C₆型碳化物析出为主,氮含量高的1Cr22Mn15N0.9以(CrFe)₂N_1-x型氮化物析出为主,高氮奥氏体不锈钢中析出物的总量随时效时间的延长而增加.     

改性蒙脱石对废水中Cr~(6+)的吸附性能研究

以蒙脱石为原料、硫酸为改性剂,采用正交试验研究了改性时间、硫酸浓度和固液比对蒙脱石吸附废水中Cr~(6+)吸附效果的影响。研究表明,改性后的蒙脱石层间距增大,吸附活性增强,纯度提高,具有较好的吸附性能。在改性时间180min、硫酸浓度2mol/L、固液比1∶4时,蒙脱石对Cr~(6+)的去除率达到77.99%,较原样提高24.26个百分点。当吸附时间120min、固液比1∶25、pH=5、Cr~(6+)初始浓度10mg/L时,改性蒙脱石对Cr~(6+)的去除率为87.95%,较原样提高了34.22个百分点。改性蒙脱石对Cr~(6+)的吸附更符合Freundlich等温吸附方程式,拟合系数为0.999 19,吸附方式更符合多分子层吸附,是可逆吸附。     

线性扫描伏安法测定电镀铬槽液中铬(Ⅵ)和铁(Ⅱ)

以光谱纯石墨电极作为工作电极,采用三电极体系对镀铬槽液进行动电位极化扫描,利用电活性物质的质量浓度在石墨电极表面的还原峰与氧化峰电流值的变化关系,分别建立了线性扫描伏安法测定电镀铬槽液中Cr~(6+)和Fe~(2+)的方法。结果表明,在扫描速率为50~60mV/s,酸度为pH 2.0,测试温度为20℃时,测定结果最佳。Cr~(6+)在0.43V(vs.饱和甘汞电极,SCE)发生还原,Cr~(6+)的质量浓度在2~14g/L范围内,其质量浓度与还原峰峰电流呈线性,线性回归方程的相关系数R2=0.999;Fe~(2+)在0.52V(vs.饱和甘汞电极,SCE)发生氧化,Fe~(2+)的质量浓度在5~15g/L范围内,其质量浓度与氧化峰峰电流呈线性,线性回归方程的相关系数R2=0.998。实验方法用于测定实际槽液中Cr~(6+)和Fe~(2+),结果的相对标准偏差(RSD,n=10)在1.1%~1.3%之间。将按照实验方法对实际槽液中Cr~(6+)和Fe~(2+)的测定结果与硫酸亚铁铵滴定法测定Cr以及原子吸收光谱法测定Fe的结果进行比对,吻合性较好。     

Oxycup工艺处理不锈钢粉尘的试验研究

回收不锈钢粉尘中镍、铬资源,实现循环利用,对不锈钢产业可持续发展意义重大,既可实现资源回收利用,又减轻环境污染.本文在对不锈钢粉尘化学组成、物理特性研究基础上,研究富氧竖炉(Oxycup)工艺回收不锈钢粉尘中镍、铬资源的机理及工业试验.该工艺首先将不锈钢粉尘制成含碳块,随后把含碳块加入富氧竖炉冶炼,生产含铬、镍铁水.铬镍铁水可作为原料返回不锈钢冶炼,实现含镍、铬废弃资源的循环利用,并降低不锈钢生产成本.     

铬元素固化机理及利用不锈钢工业含铬固废制备无机材料研究进展

我国不锈钢工业近年来飞速发展,产生大量含铬固废。含Cr固废的综合利用工艺技术的开发,Cr元素的解毒/固化机理是需要考虑的关键问题。本文综述了前人在该领域的相关研究工作,包括国内外不锈钢工业固废的化学和物相组成、铬在不同含铬固废中的存在形式、铬在环境中的循环富集规律和毒性。探讨了含Cr矿相的演变规律、Cr在不同矿相中的固化机理。总结了目前利用不锈钢工业含铬固废制备水泥、微晶玻璃和烧结陶瓷等各类无机材料的研究进展。分析了目前利用不锈钢工业含铬固废制备各类无机材料过程中存在的瓶颈问题。以期为未来中国无害化、高值化、资源化处理不锈钢含铬固废并实现产业化应用提供基础借鉴。      

不锈钢AOD渣粉尘控制及其工程性能

 不锈钢AOD渣在冷却过程中由于晶格转变体积膨胀导致粉化,易造成粉尘污染。研究表明,出渣时喷入含硼改质剂能有效抑制AOD渣从β-C2S相向γ-C2S相的晶格转变,从而使粉化扬尘率降低90.1%。对无害化处理后的不锈钢AOD渣进行资源化利用探讨,结果显示,由于钢渣具有水硬胶凝活性,可作为水泥砂浆掺合料取代部分水泥,掺量范围应在0～30%之间。同时,对AOD渣及其水泥试块进行毒性浸出检测,结果表明,其中总铬、六价铬等浸出值均低于标准限值,不存在重金属浸出的问题,可进行后续资源化利用。     

Corrosion Behavior of TiC Particle‐Reinforced 2Cr13 Stainless Steel

The corrosion behavior of TiC particle‐reinforced 2Cr13 stainless steels prepared by in situ reaction and electroslag remelting (ESR) was investigated using potentiodynamic polarisation measurements and immersion tests. The addition of TiC particles to 2Cr13 stainless steel impeded rapid pit propagation but maintained a high corrosion rate in the whole immersion time investigated. The TiC addition developed finer matrix structure, the formation of Cr‐rich carbides and high dislocation density around the TiC particles before corrosion, which results in an increasing corrosion rate and preferential pitting attack at the steel matrix/TiC interface. Although the corrosion resistance of 2Cr13 stainless steel is sharply decreased due to TiC addition, it is significantly improved after the ESR process. This is attributed to the more uniform distribution and smaller size of TiC particles, the increase of value of χ in TiCχ and the elimination of the porosity in TiC particle‐reinforced 2Cr13 stainless steel after the ESR process.     

30t电炉冶炼不锈钢除尘红泥球的实践

使用电炉将不锈钢除尘灰熔化还原,实现了不锈钢除尘友内的贵重合金元素Ni、Cr、Mn等的回收使用,也避免了不锈钢除尘灰对环境的二次污染。     

Self-reduction Mechanism of Coal Composite Stainless Steel Dust Hot Briquette

To efficiently recycle valuable metals such as chromium and nickel in stainless steel dust,self-reduction experiments were carried out to study the reduction mechanism of metal oxides in coal composite stainless steel dust hot briquette,which is defined as a CCSB here.Self-reduction of CCSB is proceeded by volatile matter and fixed carbon contained within CCSB.Experiments were performed to study the effects of temperature and carbon to oxygen(C/O_(Coal))ratio on self-reduction of CCSB.At 1 400 and 1 450℃,volatile matter in coal used for experiment could take the place of about 40% of fixed carbon in coal.Under the present experimental conditions,reduction product of chromium appears as FeCr_2O_4,Cr_2O_3,Cr_7C_3,and[Cr]in turn during reduction.To evaluate the formation of metal nuggets in self-reduction process of CCSB,metal nuggets containing chromium and nickel were observed in outside of reduction products under various conditions,and thermodynamic equilibrium calculation was carried out for possible products and formation of molten metal by fixed carbon.SEM and EDS analyses were made for metal nugget and slag in reduced product.The results reveal that it is reasonable to achieve the metal nuggets at 1 450 ℃,0.8 of C/OCoalratio and 20 min of reduction time.The nugget formation can indicate one innovative process for comprehensive utilization of stainless steel dust.     

Characterisation of dusts and sludges generated during stainless steel production in Brazilian industries

Abstract

During the stainless steel production process, wastes are generated at the electric arc furnace (EAF) and at the converters. These wastes are a problem for stainless steel industries, for they must be disposed of in controlled landfills. Finding areas to make more landfills is becoming difficult, and new landfills are being placed far from the industries. This leads to an increase in disposal prices and, furthermore, in production prices. Recycling of these wastes, besides solving the disposal and environmental problems, makes it possible to recover valuable metals such as iron, chromium, and nickel. These three metals are needed in stainless steel manufacture and could be returned to the production procedure, hence bringing profit to the industry. It is important, therefore, to develop a recycling process. Waste characterisation is an essential step in the definition of such a process. Four kinds of dust and two kinds of sludge, generated in stainless steel production, were characterised in the present work. The techniques used to characterise the waste were chemical analysis, size separation, density measurement, X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive spectroscopy (EDS) microanalysis. The largest proportion of the dust and sludge particles was of spherical shape. This kind of particle was composed mainly of iron and chromium in the form of a spinel, or of oxides. Precipitation of a secondary phase was identified in some particles.     

不锈钢渣毒性浸出特征及无害化处置现状

 自然界堆存的不锈钢渣中,铬的存在状态复杂,且由于其中Cr3+向剧毒的Cr6+转化,故此类不锈钢渣存在严重的铬污染风险,其无害化处置必须引起足够重视。研究显示,不锈钢渣中的6价铬主要以CaCrO4形式存在,毒性较大;而通常认为,以3价或0价存在于铬尖晶石、金属态及氧化物中的铬污染风险小;不锈钢渣铬浸出量在酸性环境下略高于中性环境,而在碱性条件下,随pH值增大,铬浸出量大幅增加;通过现有几种含铬不锈钢渣无害化处置技术的优劣对比,认为若实现含铬不锈钢渣的彻底解毒,宜控制其中铬以稳定矿相存在。     

不锈钢400系列除尘灰用于小高炉冶炼的经济性评价

将400系列除尘灰用小高炉冶炼含铬铁水供不锈钢使用会显著提高其中Cr的回收价值。本文对不同途径实现单座小高炉配加400系列除尘灰的可行性进行了初步的对比分析,并对400系列除尘灰利用的经济性进行了评估。