Valorization of steel slag by a combined carbonation and granulation treatment

This work reports the results of a combined accelerated carbonation and wet granulation treatment applied to Basic Oxygen Furnace (BOF) steel slag with the aim of producing secondary aggregates for civil engineering applications and of storing CO₂ in a solid and thermodynamically stable form. The tests were carried out in a laboratory scale granulation device equipped with a lid and CO₂ feeding system. In each test, humidified slag (liquid/solid ratio of 0.12 l/kg) was treated for reaction times varying between 30 and 120 min under either atmospheric air or 100% CO₂. Under both conditions, the particle size of the treatment product was observed to increase progressively with reaction time; specifically, the d₅₀ values obtained for the products of the combined granulation and carbonation treatment increased from 0.4 mm to 4 mm after 30 min and to 10 mm after 120 min. Significant CO₂ uptake values (between 120 and 144 g CO₂/kg) were measured even after short reaction times for granules with diameters below 10 mm and for the coarser particle size fractions after reaction times of 90 min. The density, mineralogical composition and leaching behavior of the obtained granules were also investigated, showing that the combined granulation–carbonation process may be a promising option for BOF slag valorization, particularly in terms of decreasing the Ca hydroxide content of the slag. Another interesting finding was that the leaching behavior of the product of the combined treatment appeared to be significantly modified with respect to that of the untreated slag only for coarse uncrushed granules, an indication that the carbonation reaction occurs mainly on the outer layer of the formed granules.     

SiO2含量对钢渣自粉化影响的机理研究

依据转炉钢渣化学成分特点,选择了以CaO 50%-SiO_210%-MgO 10%-Fe_2O_330%四元简单合成渣系作为试验基础渣系,向其中加入0~18%的SiO_2改性,研究了SiO_2增加量与钢渣自粉化率的关系。结果表明,较佳SiO_2增加量应该在8%~12%左右,即转炉钢渣的二元碱度值为2.5左右,此时0.154 mm以下钢渣粉化率能达到94.33%,钢渣自粉化效果较好。     

某钢渣热闷-磁选处理生产线调试经验

本文主要对转炉钢渣热闷-磁选处理工艺流程、主要设备参数以及产品用途等进行简单的介绍,分析生产调试过程中存在的问题,并结合实际生产提出解决措施,保证工艺运行顺畅,实现转炉钢渣中渣铁的有效分离,旨在对今后应用设计和调试钢渣处理工艺具有一定的参考价值或者借鉴意义.     

钢渣铁矿物分选技术现状及发展趋势分析

本文综述了钢渣含铁矿物分选技术发展概况并进行了对比分析,笔者认为应加强磁选技术发展,尤其是细粒钢渣磁选装备、磁选工艺的完善.同时,提出以颗粒物质力学体系为核心研究磁选过程颗粒微观特性,可有效指导磁选实践.     

一种含钴废矿渣的生物浸出初步研究

对一种含钴废矿渣进行了生物浸出研究 ,得到了最佳浸出条件 ,同时探讨了强化浸出的方法     

钢渣沥青混凝土研究进展

钢渣沥青混凝土作为沥青混凝土的重要部分之一,国内外研究者对其开展了众多的研究和应用。本文基于钢渣和沥青混合料的研究进展,系统介绍和分析了国内外钢渣沥青混凝土的研究和应用情况,指出了钢渣沥青混凝土具有优异的性能和良好的性价比,并提出未来应从钢渣的分类、体积膨胀性消除、配合比三个方面开展系统的研究,确保钢渣沥青混凝土得到大量的应用。     

Ex situ mineral carbonation for CO2 mitigation: Evaluation of mining waste resources,aqueous carbonation processability and life cycle assessment (Carmex project)

This article presents the main outputs from the multidisciplinary Carmex project (2009–2012), which was concerned with the possibility of applying ex situ mineral carbonation concepts to mafic/ultramafic mining wastes. Focus points of the project included (i) matching significant and accessible mining wastes to large CO₂ emitters through a dedicated geographical information system (GIS), (ii) analysis of aqueous carbonation mechanisms of mining waste and process development and (iii) environmental assessment of ex situ mining waste carbonation through life cycle assessment (LCA) methodology. With a number of materials associated with the mining sector, the project took a close look at the aqueous carbonation mechanisms for these materials and obtained unexpected carbonation levels (up to 80%) by coupling mechanical exfoliation and reactive carbonation. Results from this work support the possibility of processing serpentine-rich peridotites without applying the classical first step of heat activation. Perspectives are also given for the carbonation of Ni-pyrometallurgical slag available closed to ultramafic mining residues. LCA of the mining waste carbonation system as a whole made it clear that the viability of this CO₂ storage option lies with the carbonation process itself and optimisation of its operating conditions. By combining the body of knowledge acquired by this project, it is concluded that New Caledonia, with its insularity and local abundance of ‘carbonable’ rocks and industrial wastes coupled with significant greenhouse gas (GHG) emissions from world-class nickel pyro and hydrometallurgical industries stands out as a strong potential candidate for application of ex situ mineral carbonation.     

砷锑铋中和富集渣中铋浸出行为及动力学研究

本文以砷锑铋中和富集渣为原料,研究了盐酸浓度、液固比、反应温度及反应时间对Bi、Cu、Pb、As、Sb的浸出行为及Bi的浸出动力学。结果表明:当盐酸浓度为6.0 mol/L、液固比为6:1、温度为80 ℃、浸出时间为15 min时,Bi、Cu、Pb、As、Sb的浸出率分别为97.4 %、96.1 %、75.9 %、93.6 %、96.0 %;铋浸出过程动力学可分为两个阶段控制,前期受界面传质与扩散的混合控制,后期受化学反应控制,反应活化能分别为14.50 kJ/mol和82.80 kJ/mol。     

攀钢转炉渣选矿工艺实践

攀钢转炉渣经过热焖预处理后,分解为块度不同、品位不等的渣钢产品,通过打砸切割、筛分磁选以及自磨球磨深加工,可最大限度地回收金属铁,实现循环再利用。     

钢渣中游离氧化镁含量的测定及其减量控制措施

钢渣中存在的游离氧化镁易发生水化膨胀导致其安定性不良,限制了钢渣部分替代水泥制备胶凝材料的回收利用。本文优化了氯化铵-乙二醇滴定检测f-MgO的方法,研究表明以RO相和镁铁尖晶石相存在的氧化镁以及钢渣中的其他组分对f-MgO含量的检测干扰较小,测试数据准确度高,为钢渣安定性的判断提供了依据。同时,采用以铁尾矿和石灰石组成的改性剂对转炉钢渣进行改性,经1350℃高温改性和水冷处理后,其中f-MgO含量可由2.02%降低至0.89%,降幅达55.94%。高温改性可以显著降低游离氧化镁的含量,有助于改善钢渣安定性。     

LGMS4018钢渣立磨的应用实践

中信重工设计生产的LGMS4018钢渣立磨,根据钢渣粉磨特性,通过优化研磨组件、摊铺板装置以及选粉机结构,成功用于粉磨某钢铁公司经热焖法处理的钢渣,其质量、细度均达到钢渣微粉产品的要求,可实现钢渣的高附加值有效利用。     

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。     

脱硫石膏无熟料钢渣水泥物理力学性能研究

以钢渣、脱硫石膏为主要原料,掺入适量矿渣和复掺少量激发剂,配制了无熟料钢渣水泥。试验结果表明所配制的无熟料钢渣水泥达到了42.5标号水泥的技术要求。探讨了矿渣掺量、激发剂复掺比例和脱硫石膏掺量对无熟料钢渣水泥强度和安定性的影响,以及配料的不同粉磨方式对无熟料钢渣水泥力学性能影响,通过微观分析进一步探究水化产物的结构和组成。     

含钒钢渣提钒利用研究

含钒钢渣提钒用途主要有火法、湿法两类。对各种提钒利用的优缺点进行了讨论分析。提出矿热炉碳热还原法、亚熔盐法、生产钒合金、钙化焙烧-酸浸、两步酸化提钒是未来的发展方向。     

钢渣地层深基坑施工技术试验研究

在宝钢钢渣山区域拟建焊管厂需克服因钢渣层透水性强而造成的深基坑施工止水和排水问题。本文通过采取对不同深基坑止水措施的效果、工期、投资的比较分析,拟定了工程深基坑施工的技术措施,可供类似地下水位高、高透水性地质条件的深基坑工程参考。     

纤维掺量对钢渣薄板碳化固结特性的影响研究

钢铁行业CO2排放量大,钢渣等冶金固废资源化利用困难。钢渣碳化材料安定性和耐久性良好,但抗拉强度低、易开裂,限制了其在建筑领域的应用。本文采用钢渣为碳化原料、聚丙烯纤维为增强材料、碳化养护为手段开发制备纤维增强钢渣碳化材料。以钢渣碳化材料抗压强度、抗折强度和碳酸化程度为判断依据,结合热重、压汞法等微观分析方法,研究聚丙烯纤维掺量对钢渣碳化材料力学性能、碳化固结性能的影响规律。研究发现聚丙烯纤维的加入会降低钢渣碳化材料的抗压强度,但适量的纤维掺入对于提高钢渣碳化材料抗折强度是有利的,随着纤维掺量的增加,钢渣碳化材料抗折强度呈现出先不变,后增加,再减小的变化趋势,在纤维掺量为7 kg/m3时达到最大值。此外,聚丙烯纤维的加入会促进钢渣的水化反应,降低钢渣的碳化反应,提高钢渣碳化材料的密度,降低钢渣碳化材料的孔隙率,但会提高碳化反应生成的碳酸钙的热稳定性。本文的研究结果对其它高钙镁含量材料制备碳化纤维薄板提供参考。     

不同含铜炉渣选矿对比试验研究

针对大冶冶炼厂的两种不同含铜炉渣—转炉渣和诺兰达炉渣进行了浮选对比试验研究,查清了两种炉渣的工艺矿物学性质。在确定最佳磨矿制度、药剂制度和工艺流程的基础上分别进行了全流程浮选开路试验,试验结果表明转炉渣开路浮选所得的铜精矿品位为40%,回收率为87%,尾矿品位0.37%;诺兰达炉渣浮选所得的铜精矿品位为30.94%,回收率为94.16%,尾矿品位0.29%。     

钢渣粉粒度对复合胶凝材料水化性能的影响

通过控制不同粉磨时间,控制磨细钢渣的比表面积和颗粒度分布,研究了与磨细石英砂凝结时间对比,不同颗粒度分布的钢渣的活性指数,以及配制成复合胶凝材料中的凝结时间和抗压强度,并进行了卧辊磨大磨实验,结果表明:(1)钢渣使复合胶凝材料早期结构发育缓慢,随着钢渣比表面积的增大,其与水分的接触面积增大,导致复合胶凝材料的凝结时间显著的延长,其早期(1～3d)的结构发育缓慢;(2)卧辊磨与实验室结果差距较大,可能原因为卧辊磨配套选粉机钢渣粉粒度分布窄;(3)将钢渣粉的比表控制在300 m2/kg左右,有利于钢渣磨机的台时产量提高,降低钢渣粉的生产成本,增大钢渣粉在水泥中的掺量.     

钢渣对酸性枣红废水的吸附动力学研究

采用搅拌吸附的方式研究了钢渣对酸性枣红废水的吸附动力学,研究结果表明,酸性枣红废水的吸光度不受pH值的影响,最大吸收波长为490 nm;钢渣吸附酸性枣红与内扩散模型符合,动力学控制步骤是孔扩散过程;酸性枣红浓度为100 mg/L,搅拌转速达到250 r/min,外扩散影响基本消除;吸附过程符合准二级吸附速率方程,实际平衡吸附量为1.0734 mg/g,与准二级吸附速率方程的拟合结果较为接近,吸附速率为0.071 mg/(g·min)。