含钛高炉渣资源化综合利用研究现状与展望

 含钛高炉渣一直是钢铁工业固体废弃物再资源化综合利用的研究热点和难点。概述了含钛高炉渣资源化综合利用研究现状,指出了目前含钛高炉渣综合利用工艺的技术特点、工业化难度及对环境产生的影响。采用强酸或强碱、高温碳化或氯化对含钛高炉渣进行提取钛元素的方法,存在工艺复杂、耗能高、环境污染危害较大等不足;使用含钛高炉渣制作建材,虽然对环境没有危害,但是造成钛元素极大浪费;使用含钛高炉渣制取催化剂、抗菌材料和肥料,可使含钛高炉渣得到充分利用,且无尾渣和污染物产生。应综合利用含钛高炉渣中多种成分和矿物,提高含钛高炉渣综合利用率,使含钛高炉渣资源化综合利用的发展与环境保护和谐发展。     

纳米WO3光催化甲基橙脱色率的研究

以钨酸钠为主要原料,通过气液反应制备纳米WO3粉体,并运用XRD,FT-IR等手段对催化剂进行了表征.以500 W氙灯为光源,甲基橙的脱色为模型反应,研究了纳米WO3粉体的光催化活性.实验发现,气液反应法是一种简单有效的制备纳米WO3粉体催化剂的新方法,并显示出较高的光催化活性;900 ℃煅烧的WO3粒子晶体结构发生变化,其对光谱的吸收发生了明显的红移,对可见光的吸收率明显提高;另外,讨论了甲基橙的起始浓度、催化剂的用量、试液Ph值、双氧水的加量、光照时间等因素对光催化脱色率的影响,结果表明,当甲基橙起始浓度为5 mg·L-1、催化剂用量为0.500 g,pH=5.0、双氧水的用量为0.30ml时,光照7 h,甲基橙溶液脱色率达到92.3%,而同样条件下的暗反应和空白实验的脱色率分别为9.5%,6.5%.     

湿式弱磁选从含钛高炉渣中提取金属铁的研究

基于攀钢高钛型含钛高炉渣综合利用现状,提出“磁选收铁-活化脱铝—酸浸提钛”的技术途径,以期实现含钛高炉渣中Fe、Al、Ti等有价元素的综合回收.采用X射线衍射仪和矿相显微镜研究了含钛高炉渣中矿物相的组成和金属铁在含钛高炉渣中的赋存状态.采用单—弱磁选和阶段磨矿-阶段弱磁选的工艺回收含钛高炉渣中的金属铁.结果表明:高炉渣中的主要矿物相为钙钛矿、透辉石和镁铝尖晶石,金属铁多以球粒状分布于透辉石等矿物颗粒中,含少量磁铁矿.采用阶磨、阶选的工艺在节约磨矿成本的同时可获得铁精矿的品位为63.5％,回收率为64.2％,有效回收了高炉渣中的金属铁,并为后续工艺中活化脱铝和酸浸提钛创造了有利条件.     

含钛高炉渣对水中总磷的吸附性能与机理

以含钛高炉渣作为去除污水中总磷的吸附剂,结合动力学方程和等温吸附方程研究含钛高炉渣对总磷的吸附性能与机理。结果表明,含钛高炉渣对总磷的吸附包括表面吸附和颗粒内扩散两个阶段,其过程更倾向于单分子层的化学吸附。在20℃、pH=8、反应时间60 min的条件下,对于100 mL浓度为50 mg·L~(-1)的KH_2PO_4溶液,6.0 g粒径为40~60目的含钛高炉渣对总磷的去除率可以达到96%。     

高钛型高炉渣钛提取工艺研究现状及发展展望

含钛高炉渣可直接用于制作混凝土、渣棉和混凝土砌块等原材料,但其钒、钛有价资源得不到有效利用。中国含钛高炉渣储量大,且每年仍以较快速度增长。因而含钛高炉渣钛资源提取问题成为研究热点。通过对含钛高炉渣钛提取技术的相关研究进行回顾,分别从钛铁合金、钛白和四氯化钛等不同富集形式,对含钛高炉渣钛提取工艺的过程以及优缺点进行综述,并分析探讨各工艺可行性,期望可以促进钛资源可持续健康发展,达到资源综合利用目的。     

湿式弱磁选从含钛高炉渣中提取金属铁的研究

基于攀钢高钛型含钛高炉渣综合利用现状,提出"磁选收铁-活化脱铝—酸浸提钛"的技术途径,以期实现含钛高炉渣中Fe、Al、Ti等有价元素的综合回收。采用X射线衍射仪和矿相显微镜研究了含钛高炉渣中矿物相的组成和金属铁在含钛高炉渣中的赋存状态。采用单一弱磁选和阶段磨矿-阶段弱磁选的工艺回收含钛高炉渣中的金属铁。结果表明:高炉渣中的主要矿物相为钙钛矿、透辉石和镁铝尖晶石,金属铁多以球粒状分布于透辉石等矿物颗粒中,含少量磁铁矿。采用阶磨、阶选的工艺在节约磨矿成本的同时可获得铁精矿的品位为63.5%,回收率为64.2%,有效回收了高炉渣中的金属铁,并为后续工艺中活化脱铝和酸浸提钛创造了有利条件。     

钒-氮共掺杂含钛高炉渣光催化优化研究

为了实现含钛高炉渣的高附加值、合理的综合利用问题,利用其含TiO2可制备光催化剂的特点,以攀钢含钛高炉渣为原料,以硝酸铵为氮源,以偏钒酸铵为钒源,采用高温固相烧结法掺入钒源,液相法掺入氮源的分步掺杂的方式制备了钒-氮共掺杂含钛高炉渣光催化材料,在紫外光下,以亚甲基蓝为模拟污染物,选取掺杂量、煅烧温度及煅烧时间为影响因素...     

钴掺杂高钛型高炉渣光催化材料制备及性能优化

为了实现以非提钛方法对高钛型高炉渣的综合利用,利用其含TiO2可制备光催化剂的特点,以攀钢高钛型高炉渣掺杂硝酸钴为原料,采用液相法掺杂并烧结制备掺杂Co的光催化剂,在紫外光下,考察了煅烧温度、掺杂量及煅烧时间对模拟污染物亚甲基蓝溶液降解率的影响.结果表明:在煅烧温度600℃、Co-Ti质量掺杂比(w(Co)∶ w(Ti...     

氮掺杂二氧化钛纳米管的制备及表征

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管阵列薄膜,在热处理的过程中利用浓氨水的挥发提供氨气氛进行掺N.采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射物相分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对样品进行了表征.结果表明,制得的二氧化钛纳米管管径为70～80nm,壁厚为5～10 nm,管长为400～500nm;N元素成功进入晶格,含量为0.68%;400℃热处理的未掺杂、N掺杂二氧化钛分别为纯锐钛矿相、锐钛矿和金红石混相.相比未掺杂的二氧化钛纳米管,N掺杂的二氧化钛纳米管在可见光区表现出更强的吸收.以甲基橙为模拟污染物,采用分光光度计研究了N掺杂、甲基橙初始浓度、pH值对光催化性能的影响.结果显示,甲基橙的光降解过程符合一级动力学过程,经过150 min的光催化实验,N的掺杂使二氧化钛纳米管的光催化性能提高了11.1%,甲基橙的最佳初始浓度为20 mg·L(-1),最佳pH值为1.     

氧化对含钛高炉渣钛组分走向的作用

 改变含钛高炉渣中矿相组成的研究是含钛高炉渣综合利用的关键;通过背散射电子形貌像、X射线能谱分析和X射线物相分析等手段,对氧化前的含钛高炉渣及其氧化改性后的渣样进行分析,表明氧化后渣中含钛相的形貌、成分和相结构等发生变化;钛的赋存状态也发生相应的改变。     

攀钢高炉配加澳大利亚块矿试验研究

介绍了攀钢高炉配加澳大利亚块矿工业试验情况,分析了使用该矿后高炉的冶炼特点及对高炉生产指标的影响,同时研究了澳大利亚块矿的冶金性能以及配加该矿后钛渣的性能变化。试验表明,高炉配加澳大利亚块矿后,产量增加,焦比降低,铁水质量改善。     

冷热双混辊压法高炉熔渣破碎试验

围绕高炉熔渣余热回收设计开发了冷热双混辊压法高炉熔渣破碎装置,并以水淬高炉渣作为冷却介质,开展了高炉熔渣辊压破碎试验。试验研究了电机转速R、辊间距离L、冷却介质漏斗高度H等装置运行参数对处理后炉渣的厚度、温度以及玻璃化率的影响,获得最佳参数,为高炉熔渣余热回收及工业试验奠定基础。结果表明,在电机转速为9 r/min、辊间距离为2 mm、水淬渣漏斗高度为4 mm时,处理后的高炉渣呈现为厚度最小为1.26 mm的薄片。此时,炉渣温度为442 ℃,玻璃体化率达89.8%,可在保证高炉渣后续利用的同时,最大程度地提高余热回收温度。     

冷热双混辊压法高炉熔渣破碎试验

围绕高炉熔渣余热回收设计开发了冷热双混辊压法高炉熔渣破碎装置,并以水淬高炉渣作为冷却介质,开展了高炉熔渣辊压破碎试验。试验研究了电机转速R、辊间距离L、冷却介质漏斗高度H等装置运行参数对处理后炉渣的厚度、温度以及玻璃化率的影响,获得最佳参数,为高炉熔渣余热回收及工业试验奠定基础。结果表明,在电机转速为9 r/min、辊间距离为2 mm、水淬渣漏斗高度为4 mm时,处理后的高炉渣呈现为厚度最小为1.26 mm的薄片。此时,炉渣温度为442℃,玻璃体化率达89.8%,可在保证高炉渣后续利用的同时,最大程度地提高余热回收温度。     

高炉渣处理和热能回收的现状及发展方向

评述了因巴法（INBA）、图拉法（TYNA）、底滤法（OCP）、拉萨法（RASA）等国内外高炉渣处理的方法及回收高炉渣热量的物理法和化学法。认为目前的高炉渣处理存在新水消耗大、炉渣物理热无法回收和二氧化硫、硫化氢等污染物排放的问题,且在已研究的回收炉渣热量的方法中,未考虑处理后炉渣的应用或存在设备损耗大、热量回收率低等问题。拟开发的高炉渣干法粒化技术有望同时解决其渣粒化及热量回收的问题,是高炉渣处理利用的发展趋势。     

熔融高炉渣纤维化过程中析晶行为研究

以高炉渣为研究对象,采用Factsage热力学软件模拟高炉渣冷却过程中矿物开始析出温度、矿物的析出种类及含量;采用熔体物性综合测定仪研究高炉渣降温过程中的黏度变化;采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)研究高炉渣不同温度下的矿物组成和显微结构。结果表明:高炉渣冷却过程中,1 350℃开始析出晶体,析出的主晶相为钙铝黄长石(Ca_2Al_2SiO_7)和镁黄长石(Ca_2MgSi_2O_7)。此外,熔融高炉渣成纤适宜的温度区间为1 350~1 371℃。     

影响铅鼓风炉炉渣含铅的因素分析

介绍了铅鼓风炉的基本参数和熔融炉渣的物理化学性质.在总结铅鼓风炉生产实践的基础上,分析了影响铅鼓风炉渣含铅的因素,指出了降低炉渣含铅的途径.     

TiO2对含钛高炉初渣物相转变与黏度的影响

为了研究含钛高炉初渣的形成过程和各种物相成分相互作用、迁移重组的过程,明晰TiO2对高炉初渣形成的影响规律,利用FactSage热力学软件及旋转柱体式黏度仪研究了TiO2质量分数对高炉初渣熔化温度、物相转变行为以及初渣黏度的影响。结果表明,随着初渣中TiO2质量分数的增加,含钛高炉初渣熔化温度升高,TiO2质量分数从4%增加到16%,其熔化温度从1 360升高到1 410 ℃,增加了50 ℃;含钛高炉初渣中TiO2质量分数对初渣中各种物相组成的转变和比例都有较大的影响,随着TiO2质量分数的增加,初渣固液相共存的温度区间变大,使高炉软融带变宽;TiO2对含钛高炉初渣黏度的影响相对较为复杂,当TiO2质量分数为4%～8%时,含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“碱性渣”的形态;当TiO2质量分数为16%时,含钛高炉初渣黏度 温度曲线呈现出“酸性渣”的形态。     

炉前渣口风堵耙采用压缩空气做气源

济钢第一炼铁厂高炉渣口所用风堵潭口所用风堵耙与高炉采用同一风源,压力低造成渣口渣口难开,改用压缩空气做气源后,减少了渣口损坏和高炉休风率,促进了高炉稳定生产,降低了生产成本。     

高炉渣资源化循环利用现状及新途径

简要介绍了高炉渣的化学成分及高炉渣循环利用研究现状,指出高炉渣综合利用中存在的一些问题,并提出了循环利用高炉渣的最新途径,即用其作为主要基料研制中间包覆盖剂、用作覆砂材料等。