Application of electric spark generated high power ultrasound to recover ferrous and non-ferrous metals from slag waste

On a worldwide basis there exist large stocks of by-products from the production of ferrous and non-ferrous metals. For example, in Scandinavia there is a site which currently has 60 000 tons of stainless steel trapped in slag waste. Even at current market prices this is a valuable resource. However, current technological approaches, such as ball milling, are uneconomic. High power ultrasound (HPU) is a novel approach to this problem to allow recovery of the stainless steel and a recycling path for the silicate slag as a building material. At the University of Strathclyde, pulsed power (the compression of electrical energy with time) has been used to generate HPU shock waves from spark discharges in water. Trials using a prototype HPU system have demonstrated that stainless steel metal can be separated from the slag waste by-product rapidly and with low power consumption. Glass may also be comminuted for recycling using the HPU system. The results of the trials are presented and proposed methods for industrial scale-up are discussed.     

几种工业废渣的碱激发效果研究

研究了几种碱性激发剂对水淬高炉矿渣、钢渣和粉煤灰三种固体废弃物的激发效果。实验表明,低模数水玻璃对三种废渣的激发效果最好。其中采用水淬高炉矿渣与低模数水玻璃制成的胶凝材料砂浆试块28d抗压强度最高可达到102.26MPa。钢渣与粉煤灰复合制成的胶凝材料比单独使用一种废渣的强度高,显示出明显的叠加效应。     

钢渣——矿渣复合胶凝材料的制备及胶凝活性激发试验研究

为了提高钢渣和矿渣的高附加值利用率以及钢渣在胶凝材料中的掺量,研究了钢渣与矿渣掺量、质量比和胶凝活性激发方式对复合胶凝材料抗折、抗压强度的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜和热重分析等检测手段探究了钢渣—矿渣复合胶凝材料的水化机理。结果表明:钢渣矿渣掺量为80%、钢渣矿渣质量比为5∶5、钢渣粉磨时间为80 min(比表面积为509 m²/kg)时,钢渣—矿渣复合胶凝材料的28 d抗折强度为7.3 MPa、抗压强度为31.3MPa;选取Na OH、Na₂CO₃、Na₂SO₄和水玻璃为激发剂对胶凝材料活性进行激发,只有水玻璃提高了复合胶凝材料的活性,且当水玻璃模数为2、Na₂O当量为4%时,其28 d抗折强度为8.4 MPa、抗压强度为43.0 MPa。分析水玻璃激发胶凝材料的水化产物发现:其微观形貌紧实致密,生成的C—S—H凝胶、Ca(OH)₂和Aft相互交织,提高了胶凝材料的强度。     

含钒钢渣提钒研究现状

含钒钢渣作为钒钛磁铁矿冶炼过程中产生的一种工业废渣,同时又是一种具有较高利用价值的二次资源,必须进行有效回收利用。文章根据含钒钢渣的来源、性质等情况,着重介绍了含钒钢渣提钒的研究进展。最后根据攀枝花含钒钢渣的特点以及现有的废酸浸出工艺固废的研究,介绍了钛白废酸浸出含钒钢渣回收五氧化二钒的研究,在实现含钒钢渣清洁化、高效化、资源化绿色利用的同时也实现钛白粉清洁化生产,达到以废治废的目的。     

钢渣粉对全固废混凝土强度的影响

以钢渣粉、矿渣、脱硫石膏为胶凝材料完全替代水泥熟料制备全固废混凝土,考察钢渣粉比表面积和掺量对全固废混凝土抗压强度的影响。结果表明：随着钢渣比表面积的增加,混凝土抗压强度逐渐提高;水化早期钢渣粉对混凝土抗压强度增长贡献小于矿渣粉;在钢渣比表面积为640 m2/kg,钢渣粉、矿渣粉、脱硫石膏粉分别占胶凝材料总质量的25%、63%、12%时,制备的全固废混凝土抗压强度最高。钢渣、矿渣、脱硫石膏相互作用,促进了钙矾石和C-S-H凝胶的形成和生长;钙矾石的生成是混凝土早期强度的主要来源,在水化反应后期,钙矾石和C-S-H凝胶相互交织,形成致密结构有利于混凝土抗压强度提高。     

超细钢渣及高性能混凝土掺合料的最新进展

钢渣是中国钢铁产业大量排放的固体废渣。随着国家“十一五”规划以及国家未来发展的中长期纲要的实施,钢渣的循环利用必将成为能源环境保护的重要措施,意义重大。通过对钢渣成分的分析、钢渣的研究和目前钢渣利用现状的论述,说明了磁选、球磨以及激发剂加速钢渣水化等技术在高性能混凝土超细钢渣掺合料研究中的重要作用。钢渣的循环利用将成为循环经济的重大增长点,也必将给整个社会带来巨大的经济效益。     

硼硅比对飞灰玻璃化过程Cr固化赋存形态的影响

以垃圾焚烧厂产生的焚烧飞灰、钢渣、铬渣为主要原料,采用熔融玻璃化方法制备出CaO-SiO2-Fe2 O3体系低熔点玻璃固化体.采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析测试手段研究了硼硅比对垃圾焚烧飞灰玻璃化的影响,考察了不同硼...     

矿用不锈钢离子渗镀Ti-N组织结构及其腐蚀性研究

为了提高矿用不锈钢的表面性能,以满足其在强腐蚀环境下的服役要求,利用等离子表面合金化技术在不锈钢基体上制备了Ti-N改性层。借助扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,对Ti-N改性层的表面形貌,显微组织,成分分布和相结构进行了分析和表征。利用电化学测试技术测定不锈钢及其Ti-N改性层在腐蚀介质中的极化曲线。结果表明:与不锈钢相比,Ti-N改性层具有更高的开路电位,更低的电流密度和腐蚀速率;渗镀Ti-N处理显著提高了不锈钢的耐蚀性。     

攀钢钢渣、铁渣中金属铁资源的回收

攀钢采用热焖工艺使钢渣粉化率达到92%,淘汰了传统的破碎、磁选工艺,并通过切割、自磨进一步提高了渣钢品位及回收率;对铁渣进行打砸、筛分和磁选,选出块铁和废渣,再利用球磨和重选工艺对废渣进行深加工,从而实现了钢渣、铁渣中铁资源的回收利用。     

钨冶炼渣的综合利用及发展趋势

综述了我国传统钨渣综合回收利用的发展进程,介绍了钨冶炼渣中的钽铌、钪、钨等有价元素的回收工艺及研究进展。结果表明,随着钽、铌、钪和钨等金属的供需缺口呈现扩大趋势,钨渣综合利用技术发展迅速,目前基本可解决从钨渣中回收钽、铌、钪等有价金属的问题,未来可进一步改进技术,研发清洁高效的金属提取工艺。根据现行钨冶炼行业面临的环保挑战,结合钨资源禀赋的变化,提出了未来钨冶炼渣处置的发展趋势。一方面可通过末端治理的方式,生产合金铸铁、微晶玻璃等高性能固废产品,以此来消纳部分钨渣,另一方面通过钨冶炼技术的革新,实现钨渣的减量化或资源化,从源头上减少钨渣的排放,保证我国钨业的健康发展。      

固废制备微晶泡沫玻璃的研究进展

为实现固体废弃物的高值化利用,从微晶泡沫玻璃的制备机理、工艺流程及温度制度等方面分析了工业固体废弃物制备微晶泡沫玻璃的可行性,重点论述了金属矿尾矿、赤泥、高炉矿渣、煤矸石、粉煤灰等固体废弃物制备微晶泡沫玻璃的国内外研究进展,并对微晶泡沫玻璃的研究和发展趋势进行了展望。     

固废制备微晶泡沫玻璃的研究进展

为实现固体废弃物的高值化利用,从微晶泡沫玻璃的制备机理、工艺流程及温度制度等方面分析了工业固体废弃物制备微晶泡沫玻璃的可行性,重点论述了金属矿尾矿、赤泥、高炉矿渣、煤矸石、粉煤灰等固体废弃物制备微晶泡沫玻璃的国内外研究进展,并对微晶泡沫玻璃的研究和发展趋势进行了展望。     

冶金固废资源化利用现状及发展

冶金过程中会产生大量的冶金固废,但由于处理技术落后,大量冶金固废未能得到及时和有效的回收处理 ,而造成土壤、水重金属污染等环保问题。针对我国冶金行业的特点,分析了我国冶金固废的种类、来源 以及资源化处理与综合回收利用现状,介绍了冶金渣在钢渣磁选除铁、钢渣返烧结、钢渣水泥、钢渣、矿 渣、复合微粉、钢渣矿渣建材制品等方面的回收利用途径和优缺点,分析了高炉尘泥和炼钢尘泥的来源、 特性及回收技术,并总结了国内各钢厂在冶金过程中钢渣处理和冶金尘泥回收方面的处理技术,指出了目 前我国钢铁企业在固废资源综合利用上存在的不足,提出冶金固废的资源化处理的发展趋势,如拓展到海 洋生态保护、显热发电工程等新的领域。     

含钛高炉渣高温熔融改性制备微晶铸石试验研究

摘 要 为推动大宗废弃物和新型废弃物的综合利用,开发热态炉渣余热高效回收和资源化利用技术,以某含钛高炉渣及矿山铁尾矿为原料,利用高炉渣排渣时的高温熔融改性制备微晶铸石,系统研究了不同原料 配比对微晶铸石性能的影响。结果表明：当含钛高炉渣配比为41.7%,铁尾矿配比为58.3%,可得主要晶相为透辉石、辉石,且其耐酸度、耐碱度、抗折强度等性能均达到相应国家标准的微晶铸石产品。通过利用高炉 渣排矿时的余热,将含钛高炉渣与铁尾矿制备微晶铸石产品,为矿山铁尾矿与高炉钛渣的综合利用提供了新思路。     

钢渣综合利用试验研究

简要介绍了国内钢渣回收利用现状，采用筛分分级—磁选工艺对马钢钢渣进行回收铁试验，获得了产率为9．37％．铁品位为了74．85％的渣钢产品。尾渣用于中和酸性废水，比石灰乳中和工艺费用省，且可使酸水污染得以根治。     

改性钢渣制备水泥的基础性能研究

摘要:以钢渣、铁尾矿为主要原料,将钢渣掺加三种铁尾矿并在高温下熔融,熔融后得到的改性钢渣用于制备钢渣水泥。研究钢渣掺加三种铁尾矿制备的钢渣水泥的凝结时间、安定性、抗折抗压强度等性能。通过物理性能和XRD检测分析三种改性钢渣水泥的各项基础性能。结果表明,此改性钢渣水泥具有良好的物理力学性能。钢渣掺加铁尾矿改性之后能缩短钢渣水泥的初凝时间,有效提高钢渣水泥的早期强度;改性钢渣水泥中f-CaO含量低于2%,钢渣掺加铁尾矿能有效降低f-CaO含量,提高水泥的安定性;抗折抗压强度分别达到P?SS42.5和P?SS32.5R等级。本项目利用当地工业废渣和尾矿研制的改性钢渣复合硅酸盐水泥,铁尾矿掺量达到了10%,对废弃资源进行了有效利用,增加了钢渣的高附加值,减少了环境污染。      

钢渣—矿渣基胶凝材料特性研究

以钢渣和矿渣为主要原料,以水泥为碱性激发剂,以盐石膏为氯盐和硫酸盐复合激发剂,制备钢渣—矿渣基胶凝材料。实验结果表明,钢渣、矿渣、水泥和盐石膏的配比为40∶50∶5∶5时,其胶凝材料28 d的强度能够达到20.2 MPa。5%的水泥和5%的盐石膏足以激发钢渣—矿渣基胶凝材料。钢渣—矿渣基胶凝材料的抗压强度是随着矿渣含量的增加而增加。这种材料固废利用率95%,可用于强度要求不高的大体积充填工程。     

钢渣易磨性研究现状

被称为过烧硅酸盐水泥熟料的钢渣由于其含有铁酸钙和铁橄榄石等难磨物质而成为较难磨的冶金废渣,粉磨性能关系到钢渣作为水泥添加材料的各种使用功能,本文通过综述钢渣化学组成及矿物组成对易磨性的影响,以及钢渣改性、添加助磨剂和复合粉磨等改善钢渣易磨性的方法,针对钢渣易磨性差的问题提出了钢渣形成过程中进行工艺控制、针对钢渣矿物组成研制钢渣专用助磨剂、分级处理以及与矿渣、粉煤灰复合混磨等措施以提高钢渣易磨性和胶凝活性。     

不锈钢渣中铬的赋存状态与铬的富集行为研究

研究了不锈钢渣中铬的赋存状态以及高温改性与添加B2O3改性后铬的富集行为。采用扫描电镜(SEM)、X-射线能谱(EDX)、X-射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)对水淬试样进行分析。结果表明:不锈钢合成渣中铬主要以分散态形式存在于基质相中;经过1520℃下熔化并冷却至1500℃后,不锈钢渣中的铬以镁铬尖晶石相(铬富集相,Mg(Cr,Al,Fe)2O4)形式析出,但铬的富集度仅为27.10%;添加B2O3改性后,富铬相中铬含量(以Cr2O3计)可以达到52.66%,铬的富集度达到81.90%,绝大部分铬富集到铬富集相中。     

钢渣沥青级配碎石混合料的高温稳定性能研究

对钢渣原材料进行了化学成分分析和物理性能检测,钢渣在沥青混合料中可以作为粗骨料使用。根据钢渣的颗粒形状及粒径分布规律,设计了基于ATB-25级配的钢渣沥青级配碎石基层混合料的配合比。研究了钢渣沥青混合料高温稳定性能。当混合料用集料全部为钢渣时,其最佳油石比为5.7%,远高于同级配的石灰石混合料;而将石灰石细集料(0-5mm)掺配入混合料后,其最佳油石比降为4.1%;同时,将石灰石集料(0-5mm、5-10mm)掺配入混合料后,其最佳油石比为3.9%。从综合利用钢渣与降低成本的角度来讲,将石灰石集料作为钢渣沥青级配碎石基层混合料的细料部位,而粗料全部采用钢渣是最优方案。钢渣沥青混合料的高温性能优于石灰岩混合料。随着石灰岩集料的增加,混合料的性能越来越差。