高钛高炉渣制备微晶石材的体系设计及制备研究

以攀枝花高钛型高炉冶金渣为主原料制备微晶石材,以Ca O-Al_2O_3-Si O_2玻璃体系为基础,采用DSC、XRD、SEM等分析技术,研究不同晶核剂体系对高钛型矿渣玻璃的析晶特性、组织结构和性能的影响。结果表明,以攀枝花高钛型高炉渣为主原料,在高添加比(60%)情况下制备微晶石材是可行的,渣中适量的Ca O和较多的TiO_2可以形成稳定的基础玻璃,通过引入Fe/Cr复合晶核剂或者Ti/Zr复合晶核剂,可促进基础玻璃的析晶过程,获得较高的结晶度;其中以F、S为晶核剂的玻璃析晶能力较差。获得的微晶石材以辉石、榍石等为主要晶相,组织结构受晶核剂类型的影响略有差异,该类型矿渣微晶石材性能优异,抗弯强度达90 MPa,耐酸碱性能远优于普通高炉渣微晶石材。     

添加剂对含钛高炉渣制备泡沫玻璃性能影响

 以含钛高炉渣为主要原料制备了泡沫玻璃绝热材料,研究了添加剂对泡沫玻璃性能的影响。结果表明：发泡剂选择碳酸钙,随着发泡剂掺量的增加,泡沫玻璃泡孔增大,发泡剂掺量为0.5%～1.5%时能够制得合乎要求的试样;掺加适量的磷酸钠可以对发泡过程起到稳泡的作用,稳泡剂的适宜掺量为5%～7%;以硼砂作为助熔剂,能够降低基础玻璃的软化温度,有利于泡沫玻璃的烧成,硼砂的适宜掺量范围是6%～8%;通过正交试验确定了添加剂的最优掺量为：发泡剂碳酸钙1.5%,稳泡剂磷酸钠6%,助熔剂硼砂6%。添加剂对泡沫玻璃性能的影响程度顺序为发泡剂>稳泡剂>助熔剂。     

利用选钛尾矿制备微晶泡沫玻璃及其性能研究

利用攀枝花选钛尾矿为主要原料,添加硼砂助熔剂经熔融、水淬、发泡、微晶、退火等系列工艺制备出微晶泡沫玻璃。研究了发泡剂种类、用量及稳泡剂用量、发泡时间、发泡温度、微晶化温度及时间等因素对微晶泡沫玻璃的表观密度、抗压强度和吸水率的影响。并通过SEM扫描分析制备的试样,内部出现充满连通且封闭的不规则气泡,孔壁较厚,体积膨胀明显的多孔状结构。研究结果表明:当发泡剂CaCO_3的添加量为2%,稳泡剂Na_3PO_4·12H_2O的添加量为5%时,在发泡温度840℃时发泡20 min,550℃微晶化处理90 min后可以制备孔径1.8~2.2 mm,表观密度1.31g/cm~3,抗压强度16.7 MPa,吸水率为11.3%的微晶泡沫玻璃。     

成分对高炉渣微晶玻璃影响的研究进展

微晶玻璃由于其优良的性能在建筑、材料、电子等多个领域受到很大关注,特别在建筑领域中应用较多.为了应对其日渐增长的需求量,学者们研究采用各种方法制备微晶玻璃.而高炉渣是难以回收利用的固体废料,其中二氧化硅的含量较大,非常适合合成微晶玻璃.本文通过介绍国内外各学者利用高炉渣制备微晶玻璃的研究进展,从混合物质、成核剂、测试分...     

由熔融高炉渣制备微晶玻璃

采用熔融法,由熔融高炉渣制备性能稳定的基础玻璃.通过对基础玻璃的差热分析确定微晶玻璃的热处理工艺制度.结合X射线衍射分析、扫描式电子显微镜观察等现代研究方法,确定了微晶玻璃热处理制度的最佳工艺参数,并研究了微晶玻璃的晶体生长方式.微晶玻璃的热处理最佳工艺参数为:核化温度850℃,保温1.5 h;晶化温度935℃,保温1 h.玻璃首先从表面开始析晶,然后逐步向内部生长.实验所得微晶玻璃的力学性能,如抗折强度、耐酸碱性和硬度,均优于天然大理石.     

以高炉渣为原料制取泡沫玻璃对吸声的影响

以高炉渣为主要原料制备吸声泡沫玻璃,考察玻璃厚度、空腔、边缝以及开口气孔率对吸声性能的影响。结果表明,在低频区域,厚度、空腔深度和开口气孔率的增加都能提高吸声系数。但厚度超过150mm后对吸声系数提高意义不大。吸声系数只在500~3 000Hz频率范围内随边缝的增加而提高,其他频率范围内,吸声系数变化不大。     

高炉渣制微晶玻璃

微晶玻璃即玻璃陶瓷,是综合玻璃和陶瓷技术发展起来的一种新型材料,其物理化学性能集中了玻璃和陶瓷的双重优点,既具有陶瓷的强度,又具有玻璃的致密性和对酸、碱、盐的耐蚀性。微晶玻璃在建筑、装饰、电子、化工、生物医学、机械工程等领域具有极为广阔的市场前景。目前,微晶玻璃板材已成为欧、美、日本等中高档建筑装饰、制作电磁炉和微波炉等耐高温炉具的理想材料。     

污泥和高炉渣协同制备微晶玻璃

利用污泥焚烧灰渣含有大量的氧化硅以及一定量重金属和磷的组成特点,将其作为成分调整剂、晶核剂及助熔剂,在未添加任何化学制剂的条件下与冶金高炉渣协同制备了具有良好的力学性能和化学稳定性的污泥–高炉渣微晶玻璃.利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜等分析手段,并结合力学性能和化学稳定性能测试,研究了不同热处理制度对微晶玻璃性能的影响规律以及微晶玻璃的析晶过程.污泥–高炉渣微晶玻璃最佳热处理条件是850℃下形核保温1 h,980℃下析晶保温2 h.在此条件下制备的微晶玻璃具有45 MPa的抗折强度、200 MPa的抗压强度和质量损失率小于0.2%的耐酸和耐碱性能.微晶玻璃初始结晶温度为880℃,析出晶相以钙长石为主,同时包括少量的钙铝黄长石.随着析晶温度提高,析晶时间增加,钙铝黄长石相析晶量增加;大量增加的钙铝黄长石针状晶体呈放射状分布并有利于产品抗弯强度的提高;但析晶时间过长时,晶粒将长大粗化,这不利于微晶玻璃性能的改善.     

添加剂对含钛高炉渣黏度的影响

根据承钢高炉冶炼条件,以现场含钛高炉渣为基准,利用熔体物性测定仪研究CaF2、MnO、MgO、Li2O和Cr2O3添加到终渣后对炉渣熔化性能的影响。结果表明这5种添加剂均对炉渣有稀释作用,并且CaF2在0.5%~1.0%,MnO在1.0%,MgO在3%,Li2O在1.0%,Cr2O3在0.5%时分别达到最好的稀释效果。通过对比得到加入合适量添加剂后炉渣TS由低到高的顺序为:氧化锂、氟化钙、氧化镁、氧化铬、氧化锰。     

含钛高炉渣制备钛渣的工艺研究

高钛型高炉渣中的TiO2含量达20%~23%,是宝贵的二次资源。利用TiO2对盐酸的稳定性,将炉渣中的酸溶性物质酸解后固液分离得到钛渣,并分析原料粒度、酸渣比、反应温度、反应时间对钛渣中TiO2含量的影响,得到较佳的酸解反应条件。通过XRD图谱分析可知,高炉渣中A l,Mg,Fe等元素的化合物物相均已完全酸解,产品钛渣中TiO2含量达48%以上。该工艺为综合利用高钛型高炉渣提供了一种有价值的新途径。     

含钛高炉渣制备富钛料的研究

攀枝花地区钒钛磁铁精矿经直接炼铁后,其中的钛几乎全部进入渣中,形成了TiO2含量达48．01％的高炉渣,高炉渣中的Ti02在直接炼铁过程中与MgO和Fe2O3等其它氧化物结合形成了复杂的钛酸盐化合物,常规酸浸法除杂效果不理想。实验采用加碱焙烧后,5％盐酸浸出的工艺制备富钛料,通过研究焙烧温度和碱添加比对浸出除杂的影响,实验结果表明高炉渣按50％的碱渣比和1000℃条件下焙烧后浸出,浸出渣中TiO2品位达75．65％且大多留存在渣中。该工艺具有渣处理成本低、产生的废酸量少等突出优点,是综合利用含钛高炉渣的一个可行途径。     

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105.35m2/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5h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(0.12mg/g)的3倍.     

未燃煤粉对高钛炉渣性能的影响

利用高温熔滴炉模拟高炉滴落带,研究未燃煤粉（ＵＰＣ）对高炉冶炼钒钛磁铁矿过程中钛渣的形成和滴落过程的影响。结果表明：①料层中ＵＰＣ还原ＴｉＯ２生成的ＴｉＣ、ＴｉＮ等极易粘附在焦炭表面,从而改变了渣、焦的界面性质,这有利于炉渣的滴落。随着料层中ＵＰＣ量的加大,高钛炉渣滴落量增加,但是对于普通炉渣却得到相反的结论;②滴落渣的粘度均低于攀钢现场渣的粘度,但随着滴落渣中碳含量的加大,炉渣粘度增加、熔化性温度升高     

利用金属尾矿制备泡沫微晶玻璃的研究现状及展望

金属尾矿等工业废料属于可再利用的资源,其综合利用问题一直备受国内外学者的关注。文中介绍了制备泡沫微晶玻璃的工艺,综述了以金属尾矿为主要原料的泡沫微晶玻璃的国内外研究进展。从金属尾矿综合利用的角度,展望了金属尾矿泡沫微晶玻璃的发展方向及亟待解决问题。      

Cr2O3、Fe2O3、TiO2复合晶核剂系高炉渣微晶玻璃的制备及表征

以宝钢高炉渣为主料,辅以石英砂、氧化铬、氧化铁、氧化钛等,采用熔融—浇注法制备高炉渣微晶玻璃,利用DTA、XRD及SEM等测试手段对微晶玻璃样品的物相组成及显微结构进行了研究,并分析了晶核剂对微晶玻璃性能的影响。结果表明,微晶玻璃主晶相为硅灰石和透辉石的混合相,样品的各项性能均满足行业标准《JCT 872—2000建筑装饰用微晶玻璃》和《JCT 2097—2011工业用微晶板材》的要求。性能最好的Cr2O3、Fe2O3、TiO2复合晶核剂系样品的体积密度达到2.68 g/cm3,吸水率0.1%,抗折强度达到142 MPa,耐酸、碱腐蚀分别为99.28%及98.41%。     

适应高Al2O3炉渣冶炼的高炉炉渣结构调整

高炉炉渣中Al2O3含量高(15%)时造成炉渣流动特性变差,为此不适当的对策给生产操作带来危害。通过对炉渣四大组元的系统试验研究,提出定量调整其他各炉渣组元的比例,合理匹配各组元,关键是关注1 500℃下炉渣黏度变化和熔化性温度的控制,这样向高Al2O3生产转换不会有大的障碍。还通过国内外高炉的炉渣特点对比,提出合理炉渣结构的调节途径,是高Al2O3炉渣生产的切实可行的技术路线。     

钙硅氧化物的质量比对10%Al2 O3高炉渣--尾矿--粉煤灰微晶玻璃性能的影响

利用高炉渣、尾矿和粉煤灰各自成分特点,在未添加任何晶核剂和其他化学试剂条件下,使用烧结法制得了不同Ca O/Si O2质量比的10%Al2O3(质量分数)矿渣微晶玻璃.通过差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜等分析手段,分析了Ca O/Si O2质量比和析晶温度对高炉渣-尾矿-粉煤灰微晶玻璃样品的晶相变化规律、析晶行为和主要力学性能的影响.随着Ca O/Si O2质量比增大,析晶活化能不断减小,Si-O四面体连接强度下降,质点移动加强,各组开始析晶温度和晶化温度逐渐减小.当玻璃样品中钙硅氧化物的质量比为0.4时,分别在886℃和982℃形核、析晶保温1 h后,可以得到抗折强度103.59 MPa、显微硬度5.3 GPa、耐酸性0.25%(质量损失率)、耐碱性小于0.1%,主晶相为透辉石的最佳力学性能的微晶玻璃样品.     

高Al2O3炉渣性能的研究

根据对高三氧化二铝炉渣性能的实验室研究结果分析，初步找出了炉渣成分对高三氧化二铝炉渣性能的影响及其变化规律,提出了合适的渣系组成及高炉冶炼的相应对策。     

高钛型高炉渣中B2O3替代CaF2的作用机理

 为了提高含钛炉渣的流动性能以及促进渣铁更有效地分离,并替代对环境污染较大的CaF2资源,运用扫描电镜、黏度仪等设备在1 340～1 475 ℃温度范围内研究了B2O3及CaF2对含钛炉渣表观黏度的影响规律。结果表明,B2O3具有和CaF2相似的作用效果,均能够降低含钛炉渣的表观黏度。当B2O3及CaF2的添加量为1%时,B2O3与CaF2的替代比为1[∶]1;随着渣中B2O3添加量从0增加到3%,钙钛矿质量分数逐渐降低,富钛深绿辉石随之增加,而Ti（C,N）质量分数几乎不变。