以高钛型高炉渣提钛后尾渣为结合剂的刚玉浇注料性能研究

利用等离子熔融技术提取硅钛合金后的缓冷尾渣为结合剂,以电熔棕刚玉颗粒、电熔白刚玉细粉(≤0.088mm)、α-Al_2O_3微粉、SiO_2微粉为主要原料,研究缓冷尾渣加入量(0、2%、4%、6%、8%)对刚玉基浇注料性能的影响。试验表明:1随着缓冷尾渣加入量的增加,浇注料的需水量增大,常温和高温烧后强度逐步增强,中温强度则逐步降低;2加入量过多不利于其热震性能和高温抗折强度的发展;3在抗渣侵蚀性能方面,加入6%缓冷尾渣试样的侵蚀指数最大,加入量4%缓冷尾渣与以4%Secar71水泥结合的浇注料,抗侵蚀性能接近;4在刚玉浇注料中缓冷尾渣的加入量4%左右为宜,不宜超过6%。     

基于攀钢含钛高炉渣提钛尾渣的精炼脱硫剂研究

采用攀钢含钛高炉渣的提钛尾渣为主要原料,以活性氧化钙为改质剂,制备了性能优良无氟无污染的超低硫钢用精炼脱硫剂.研究了CaO加入量对渣系物相组成、半球点温度以及对钢样脱硫率影响的作用机理,并计算了不同CaO含量渣系的硫容量、光学碱度等理论脱硫热力学参数.结果表明:采用活性氧化钙作为改质剂可以明显提高尾渣的理论硫容量、光学碱度值等脱硫热力学参数,并且可以较好地改善提钛尾渣的熔化性能;当提钛后尾渣中的CaO含量为60%时,渣的光学碱度和硫容量值分别为0.781和15.8?0-3,此时渣具有最好的脱硫性能,可以在较短时间内将钢中硫含量从42.4?0-6降为7.95?0-6,脱硫率为81.2％,硫分配系数为192.6;该研究结果为攀钢含钛高炉渣提钛尾渣的综合回收利用开辟了新的途径.     

基于含钛高炉渣的V-Ti-Si-Fe合金冶炼尾渣的水化性能研究

以攀钢含钛高炉渣提钛后的两种尾渣为原料,研究了以含钛高炉渣为主要原料制备钒钛硅铁合金后的尾渣的水化性能,利用XRD、SEM对尾渣水化前后的物相组成和显微结构进行了表征,并与市售商品铝酸盐水泥进行了对比。结果表明:提钛尾渣主要物相由CA,CA2和少量镁铝尖晶石、钙铝黄长石组成,水化强度稳定增长但低于同龄期商品铝酸盐水泥,其水化过程与后者相似。     

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。     

用攀枝花钛矿和云南钛矿冶炼钛渣工业试验研究

对采用敞口电炉冶炼攀枝花钛矿和云南钛矿获得钛渣进行工业试验研究，并对敞口电炉的钛渣冶炼的特性、参数等进行了分析。结果表明：(1)采用传统的生产氯化渣的自焙电极的敞口电炉，冶炼酸溶性钛渣是可行的，获得了较好的钛渣质量和技术经济指标。(2)采用钛渣出炉后喷水急冷的措施，大大降低了低价钛的金红石转化程度。     

高钛高炉渣在混凝土中的作用机理

采用XRD、DTA、SEM和测定水化结合水量等方法研究了高钛高炉渣在混凝土中的作用机理。结果表明：高钛高炉渣掺人混凝土中,有利于混凝土形成细观自紧密堆积体系、加速水泥水化速率、发生“二次反应”,促进混凝土强度发展;高钛高炉渣的“二次反应”一般发生在水化后期,掺人适量激发剂能在一定程度上加速高钛高炉渣的“二次反应”。     

磨细高钛高炉渣水化特性研究

采用X射线衍射、SEM、EMPA、DTA等手段,用对比分析的方法,研究了攀钢磨细高钛高炉渣矿物组成、水化活性、水化产物以及水化过程特征。研究结果表明,攀钢磨细高钛高炉渣水化活性指数仅为77．4％,而普通高炉渣为108％。从水化产物的类型看,高钛高炉渣、普通矿渣、纯水泥三种物质具有相同的水化产物,高钛高炉渣的水化产物数量结晶度明显低于普通高炉渣,从微观结构上说明了攀钢高炉渣水化活性低的原因。     

提钛尾渣综合利用研究

四川攀钢集团高炉残渣经提钛处理后生成主要由铝酸钙、尖晶石组成的提钛尾渣。提钛尾渣A1：O,含量高,铝硅比高,但高CaO含量导致其A1：O,溶出率低,不宜单独采用拜耳法处理。将提钛尾渣作为铝土矿溶出过程添加剂,可替代石灰,同时能够有效利用提钛尾渣中氧化铝资源,给提钛尾渣综合利用找到了新的处理思路。     

高钛型高炉渣的渣钛分离试验

将碱性渣钛分离剂加入到高钛型高炉渣中,在高温下渣中的钙钛矿结构被破坏,生成的共熔渣用水浸取。试验表明,渣与分离剂的作用属酸碱反应,反应的最佳温度区间为１２００￣１３００℃,水浸后渣中ＴｉＯ２含量有不同程度的降低。     

LF精炼渣低氟化研究进展

萤石对环境的污染日益受到重视,为了减少在精炼过程中CaF2的使用量,达到精炼渣低氟、无氟化的目的,开展了相关研究。综述了铝酸钙基精炼渣的性能以及B2O3,Li2O,BaO等替代物对精炼渣熔化温度、黏度以及脱硫能力、耐火材料侵蚀的影响。已有研究表明,使用铝酸钙基精炼渣能够有效降低CaF2的使用量,并具有良好的熔化性、发泡性以及脱硫性能;B2O3,Li2O,BaO等替代物都能够降低精炼渣的熔化温度和黏度,Li2O和BaO的加入增加了渣中O2-的活度,有利于提高精炼渣的脱硫能力。此外,精炼渣黏度的降低也促进了渣金界面反应的发生以及钢液中夹杂物的吸收。     

高钛高炉渣综合利用新方向

从高钛高炉渣的特性和矿物相结构出发,回顾了高钛高炉渣综合利用的研究进展,提出高值利用高钛高炉渣的六个原则,指出高温碳化低温选择性氯化、等离子熔融还原提钛、冶金改性选择性析出分离是今后利用高钛高炉渣的方向.     

含钛高炉渣钛富集工艺及钛资源利用

为实现高炉渣中钛的富集和利用,研究了炉渣钛富集的技术手段,分析了炉渣钛资源利用的可能性。结果表明,炉渣中的钛能够以四氯化钛、钛铁合金、钛白、碳化钛形式富集以及选择性析出富集,其中选择性析出富集是一种绿色环保的富集技术。炉渣中钛资源可被用于建筑材料、玻璃材料、功能材料以及肥料,炉渣提钛工艺流程均较为复杂,容易对环境造成污染,并且成本较高。将部分低钛渣直接用于建筑材料或肥料、高钛渣借助选择性析出技术富集后再利用是未来含钛炉渣综合利用研究的重点方向。     

高钛型高炉渣渣钛分离研究

针对攀钢高钛型高炉渣，采用高温滴炉模拟焦炭反应器研究高钛型高炉渣熔融滴落穿过焦炭层时渣焦，渣气反应过程，生成物与焦炭的粘结情况，滴落渣的成分和性能，并探讨渣钛分离的影响因素，通过实验得出：焦炭层滞留有大量橘红色和古铜色的TiC,TiN，滴落渣中的TiO2降到了9．0％左右。     

钛铝酸钙加入量对铝镁浇注料性能的影响

为了研究钛铝酸钙替代或部分替代高铝骨料对铝镁浇注料性能的影响,用粒径为5～3 mm、3～1 mm的钛铝酸钙分别替代铝镁浇注料中相同粒级的A85高铝矾土(浇注料中钛铝酸钙质量分数分别为0%、4%、8%、12%、16%、20%,换算成钛铝酸钙对高铝矾土的替代率则分别为20%、40%、60%、80%和100%)。经过配料、混炼、震动成型、养护、干燥后,再分别经110℃×24 h、1 200℃×3 h、1 550℃×3 h处理,检测试样的常温抗折强度、常温耐压强度、气孔率、体积密度和抗渣性等性能。结果表明:钛铝酸钙对高铝矾土替代率为60%时,浇注料的综合性能指标最优。     

微波协助碾磨高钛高炉渣

为从高钛高炉渣中分离出钙钛矿(CaTiO3),降低渣中TiO2含量,进行了利用微波辐射在渣中引发裂纹,降低炉渣强度,节约碾磨能耗的研究.由实验得知,高钛高炉渣能被微波有效加热,并在炉渣中引发微裂纹;随着微波处理时间的延长,引发的裂纹也随之扩展.为研究引发的裂纹对碾磨渣的影响,对经过微波处理的高钛高炉渣进行了耐压强度测试.测试结果表明,高钛高炉渣中引发微裂纹后,渣的耐压强度下降(经5次、5 min微波处理后,渣的强度大约降低了20%);渣的耐压强度随微波处理时间的延长和微波循环次数的增加而降低,尤其是微波循环次数对渣耐压强度的影响更为显著.     

含钛高炉渣钛富集工艺及钛资源利用

为实现高炉渣中钛的富集和利用,研究了炉渣钛富集的技术手段,分析了炉渣钛资源利用的可能性。结果表明,炉渣中的钛能够以四氯化钛、钛铁合金、钛白、碳化钛形式富集以及选择性析出富集,其中选择性析出富集是一种绿色环保的富集技术。炉渣中钛资源可被用于建筑材料、玻璃材料、功能材料以及肥料,炉渣提钛工艺流程均较为复杂,容易对环境造成污染,并且成本较高。将部分低钛渣直接用于建筑材料或肥料、高钛渣借助选择性析出技术富集后再利用是未来含钛炉渣综合利用研究的重点方向。     

高钛型高炉渣渣钛分离研究

针对攀钢高钛型高炉渣,采用高温熔滴炉模拟焦炭反应器研究高钛型高炉渣熔融滴落穿过焦炭层时渣焦、渣气反应过程,生成物与焦炭的粘结情况,滴落渣的成分和性能,并探讨渣钛分离的影响因素.通过实验得出焦炭层滞留有大量橘红色和古铜色的TiC、TiN;滴落渣中的TiO2降到了9.0 %左右.     

盐冻作用下高钛重矿渣混凝土耐久性试验研究

考虑水胶比、粉煤灰掺量、复合盐溶液浓度三个因素,采用正交试验,研究不同因素对高钛重矿渣混凝土耐久性影响。试验结果表明：复合盐溶液浓度对高钛重矿渣混凝土的质量损失率和动弹性模量影响最大。在水胶比和粉煤灰掺量一定的情况下,随着冻融循环的次数增加,高钛重矿渣混凝土试块质量损失率逐渐增大,呈现指数函数变化趋势。随着冻融循环的次数增加,高钛重矿渣混凝土试块的动弹性模量快速减小,呈现负指数函数变化趋势。复合盐冻融循环下的高钛重矿渣混凝土试块的质量损失与动弹性模量的衰减的主要原因有两方面,一是NaCl 和 Na₂SO₄ 物理结晶产生的结晶拉力破坏;二是 Cl^-与高钛重矿渣混凝土水化产物发生化学反应产生氯铝酸钙,SO₄^2-与水化铝酸钙发生化学反应,产生钙矾石,导致高钛重矿渣混凝土试块内部结构劣化。     

冷却方式对钛渣成分及酸解性能的影响

采用干法粒化、水冷和空冷等方法研究了冷却方式对钛渣的成分、物相及酸解性能的影响。结果表明:不同冷却方式处理的钛渣中低价钛氧化物含量均有所降低,粒化渣中Ti_2O_3含量最低。冷却渣中主要物相是TiO_2和(Fe Mg)_xTi_yO_5,但粒化渣中TiO_2主要是金红石型,而水冷渣和空冷渣中TiO_2主要是锐钛型。冷却渣酸解率均低于现场渣,水冷渣与空冷渣酸解率分别为90.61%和92.46%;粒化渣酸解率仅74.72%,较现场渣酸解率相差近20%。     

外加剂对含镁铝尖晶石的新型铝酸盐水泥凝结时间的影响

将轻烧白云石粉和工业氧化铝粉按一定比例配料,采用烧结法制备了含镁铝尖晶石的新型铝酸盐水泥.利用X射线衍射(XRD)检测了新型铝酸盐水泥及其水化产物的物相组成.研究了不同外加剂(CaCl2,NaF,Na2SiO3,Na2SO4 ,Li2CO3)对新型铝酸盐水泥凝结时间的影响.结果表明,新型水泥的物相组成为镁铝尖晶石(MA)、一铝酸钙(CA)和二铝酸钙(CA2);所选外加剂均可适当缩短水泥的凝结时间;当新型铝酸盐水泥中添加0.01%的Li2CO3时,对水泥凝结时间的调节最为理想,达到了与拉法基纯铝酸钙水泥几乎相同的效果.其原因是Li2CO3会压缩颗粒表面的双电层,降低电动电位,而且可以使水泥体系中形成复盐C3A·CaCO3·11H2O.因此,可以加速水泥凝聚,从而达到促凝的效果.