Al2O3含量对提铁后的钢渣及粉煤灰微晶玻璃结构与性能的影响

为了实现熔融态钢渣的“渣”和“热”高附加值双利用，提出了将熔融提铁后钢渣制备成高附加值微晶玻璃的研究思路。采用DTA、XRD、SEM和EDS等手段研究了Al2O3含量对提铁后钢渣微晶玻璃的影响，结果显示随Al2O3含量的增大微晶玻璃析晶温度逐渐升高，并且主晶相由假硅灰石转变为铝黄长石，最终转变为钙长石。Al2O3含量为15％时微晶玻璃的力学性能较好，其抗弯强度、显微硬度、抗压强度分别达到了49．85MPa、3．52GPa和181．47MPa，同时钢渣和粉煤灰的利用率分别高达56％和36％。     

利用垃圾焚烧灰渣制备微晶玻璃

利用上海御桥垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为主要原料,通过添加硅镁铝质组分或与焚烧炉渣复合,以TiO2为晶核剂,在实验室研制成功了以透辉石(CaMgSi2O6)为主晶相的微晶玻璃.该体系制备微晶玻璃的最佳工艺条件为熔融温度为1 500℃、30 mm,核化温度730℃、1.5 h,结晶温度880℃、10 h.研究结果表明透辉石为主晶相的微晶玻璃对Pb、Cr和Cd重金属具有很强的稳定束缚能力.     

垃圾焚烧飞灰掺杂废玻璃烧结制备多孔陶瓷

以垃圾焚烧飞灰和废玻璃作为原料,添加Ca CO_3作为发泡剂,H_3BO_3作为助熔剂,制备多孔陶瓷体。XRD分析结果表明:玻璃熔融固化飞灰时主要生成了Ca Si O3玻璃晶相;随着烧结温度的升高,多孔陶瓷的孔径逐渐减小;助熔剂的添加和发泡剂的添加,增大了多孔陶瓷的孔径;重金属浸出实验表明烧结温度超过900℃时,重金属浸出浓度符合国家标准,其中重金属Pb、Ni和Cd的浸出浓度均小于0.5 mg·L~(-1),且当烧结温度提高到1 000℃时,重金属Cr和Cu的浸出浓度降低到4.3 mg·L~(-1)和0.05 mg·L~(-1)。     

SDBS添加量对陶瓷膜支撑体性能的影响

以洛川黄土为骨料,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为烧结助剂,通过滚压成型法和固态粒子烧结法制备黄土陶瓷膜支撑体,采用热稳定性、抗折强度、纯水通量、耐酸碱度、晶相组成的分析及表面形貌的观察对支撑体进行了表征,并探究SDBS的添加量对陶瓷膜支撑体性能的影响。结果表明,SDBS的添加可促进黄土陶瓷膜支撑体的烧结与致密,在烧结温度为1 080℃时,SDBS的添加量为5%、抗折强度为40.43 MPa、纯水通量为1 807.71 L·(m~2·h·MPa)~(-1)、孔隙率为22.69%、平均孔径为8.17μm,酸碱腐蚀后质量损失率仅为0.19%与0.10%。SDBS作为作为烧结助剂可生产出成本合理、效果优良的陶瓷膜支撑体。     

利用粉煤灰制备镁橄榄石微晶玻璃的研究

为丰富微晶玻璃外观色泽，提高产品竞争力，利用氟硅酸盐在微晶玻璃制备中可作成核剂的特性，经过理论分析确定以粉煤灰提取有价成分后的含氟固体残渣为主要原料生产镁橄榄石微晶玻璃的配料。通过等温晶化制度对产品进行晶化处理；运用扫描电镜对产品的结晶过程进行观察；采用X射线衍射分析确定产品的主晶相，验证是否生成了该配料条件下的目标晶相。研究表明，晶化产物中生成了大量以镁橄榄石为主晶相的微晶体，且基础玻璃的熔融温度大为降低，该原料配比是成功的。     

利用烧结脱硫灰制备胶凝材料的研究

研究了烧结烟气半干法脱硫灰复掺矿渣、钢渣，辅之外加剂，制备胶凝材料的可行性。结果表明，采用改性脱硫灰（GXTLH）、钢渣、矿渣及水泥熟料再混磨制备的复合胶凝材料，具有良好的安定性等水化性能和力学性能；当GXTLH 掺入量为20%、CFII 1.5%、减水剂0.5%及水泥熟料23%时，矿渣掺量在12%～44%、钢渣掺量11%～44%之间制备的胶凝材料初凝时间、终凝时间、力学性能满足GB13592-92《钢渣矿渣水泥标准》；矿渣与钢渣比、水泥熟料及外加剂等掺量一定，GXTLH掺量超过30%时，GXTLH胶凝材料的抗压抗折强度均有所下降。     

水淬钢渣碳酸化固定CO_2

利用HSC-Chemistry软件平台对以气-液-固三相为基础的水淬钢渣碳酸化固定二氧化碳进行了热力学分析,结果表明,温度700 K以下钢渣主要含钙相在水溶液中能够自发与CO2反应,碳酸化固定CO2是可行的;并通过实验研究了反应时间、钢渣粒径、CO2流量及液固比等主要参数对水淬钢渣碳酸化固定CO2的影响。结果显示,在初期阶段反应迅速,固碳率在3 h达到27.9%,即固定二氧化碳的能力约为279 kg/t(钢渣),随后逐渐趋于平衡。粒度越细对固碳过程越有利,液固比及CO2流量影响不明显;XRD及SEM结果也验证了水淬钢渣固定CO2是可行的。     

钢渣掺量对陶瓷地砖性能的影响

为了提高转炉钢渣质陶瓷地砖的性能,对其最佳配方进行了研究。利用转炉钢渣和滑石等常用建筑陶瓷原料,在没有特殊添加剂的情况下,经过模压成型制备了陶瓷地砖。通过X射线衍射和高倍电镜分析,研究了原料成分对转炉钢渣质陶瓷地砖结晶过程中的影响规律。结果表明,压制成的坯体最佳烧结温度为1220℃。转炉钢渣、滑石和高岭土在用量分别为45%、42%和13%时,原料中的CaO/MgO质量比在1.4附近,转炉钢渣质陶瓷的性能最佳。当转炉钢渣占陶瓷原料30%~70%时,钢渣中Fe2O3和Cr2O3可起到促进转炉钢渣陶瓷晶化成核时形成透辉石相和降低烧成温度的作用。本工作为转炉钢渣大规模资源化及综合利用奠定基础。     

钢渣掺量对泡沫混凝土砌块性能的影响

泡沫混凝土是一种环保、节能的保温隔热材料，以其优良的保温性能，受到越来越多研究者的关注。对钢渣的特性进行了分析测试，对钢渣不同掺量对泡沫混凝土砌块特性的影响进行了研究，结果表明，采用添加5％～35％钢渣所制备的钢渣泡沫混凝土砌块，其密度等级为JC／T1062—2007中的B10级，掺人5％、15％钢渣的泡沫混凝土抗压强度达到A3．5等级，掺人25％、35％钢渣的泡沫混凝土抗压强度达到A2．5等级。随着钢渣掺量的增大，抗压强度、抗折强度降低，吸水率增大。在同一钢渣掺量的情况下，泡沫混凝土砌块的抗压强度变化率增加显著，而且随着钢渣的加入量升高而增大。钢渣的加入有利于提高泡沫混凝土砌块的后期抗压强度。     

不同条件下高炉渣吸附水中无机磷的研究

高炉渣(BFS)是在冶炼生铁过程中产生的固体废弃物,开展高炉渣的资源化研究具有重要意义.为了对水淬高炉渣净化含磷污水的应用提供理论依据,采取等温吸附的实验方法,比较了不同水淬炉渣的吸附磷效果,研究了不同pH和不同温度下水淬炉渣吸附磷的特点,结果如下:利用Langmuir等温吸附方程炉渣吸附磷的过程进行拟合,其相关系数均能达到显著水平.炉渣的碱度越高,吸附磷的效果越好;炉渣对磷的吸附能力随溶液pH的增加而降低,且初始为酸性(pH=2、4)的溶液在吸附达到平衡后pH有所上升,而初始为碱性的溶液(pH=10、12)在吸附达到平衡后pH有所下降;炉渣对磷的吸附是一个自发放热过程.     

Preparation of glass-ceramics from molten steel slag using liquid-liquid mixing method

A novel approach to prepare glass-ceramics from molten steel slag (MSS) was proposed. In laboratory, the water-quenched steel slag was melted at 1350 °C to simulate the MSS. A mixture of additive powders in wt.% (55 quartz powder, 5 Na₂O, 16 emery powder, 15 CaO, 8 MgO, 1 TiO₂) were melted into liquid at 1350 °C separately. Then the MSS and the molten additives were mixed homogeneously in order to obtain parent glass melt. The proportion of MSS in the melt was 50 wt.%. The melt was subsequently cast, annealed, heat-treated and transformed into glass-ceramics. Their microstructure and crystallization behavior were analyzed. The samples exhibited excellent properties and displayed bulk crystallization. The major crystallized phase was diopside ((Fe_0.35Al_0.20Mg_0.44)Ca_0.96(Fe_0.08Si_0.70Al_0.20)₂O_6.12), which was uniformly distributed in the microstructure. The novel approach may help iron and steel industry achieve zero disposal of steel slag with utilization of the heat energy of the MSS.     

液态高炉渣热量回收利用方法及问题

钢铁冶金行业生产会产生大量的高炉渣。高炉渣由于自身温度比较高，含热量丰富，对能源工业来说是一种很好的二次资源。世界上已有一些国家对高炉渣热量的回收利用进行了一定的研究，而国内这方面的研究却很少。详细介绍了近几年国内外对高炉渣热量回收利用的情况，在此基础上，阐述了高炉渣热回收技术需要解决的关键问题和发展趋势。     

液态高炉渣热量回收利用方法及问题

钢铁冶金行业生产会产生大量的高炉渣.高炉渣由于自身温度比较高,含热量丰富,对能源工业来说是一种很好的二次资源.世界上已有一些国家对高炉渣热量的回收利用进行了一定的研究,而国内这方面的研究却很少.详细介绍了近几年国内外对高炉渣热量回收利用的情况,在此基础上,阐述了高炉渣热回收技术需要解决的关键问题和发展趋势.     

氢氧化钠-钢渣双碱法烧结烟气脱硫工艺

在鼓泡反应器中考察了氢氧化钠-钢渣双碱法烧结烟气脱硫的主要影响因素。结果表明,在温度为常温,钢渣反应时间为2 h,钢渣加入量为40 g,SO2进口浓度为2 400 mg/m3,钢渣粒径为200目以上,烟气流量为0.05 m3/h,循环液pH保持在7～8,Na+浓度为0.5 mol/L,循环液为500 mL的条件下,脱硫率可长时间保持在80%以上。同时,对钢渣-氢氧化钠双碱法烧结烟气脱硫机理进行了探讨。     

Manganese-cerium oxide (MnOx-CeO2) catalysts supported by titanium-bearing blast furnace slag for selective catalytic reduction of nitric oxide with ammonia at low temperature

A series of manganese-cerium oxide (MnO_x-CeO₂) catalysts supported by Ti-bearing blast furnace slag were prepared by wet impregnation and used for low-temperature selective catalytic reduction (SCR) of NO with NH₃. The slag-based catalyst exhibited high nitrogen oxide removal (deNO_x) activity and wide effective temperature range. Under the condition of NO = 500 ppm, NH₃ = 500 ppm, O₂ = 7–8 vol%, and total flow rate = 1600 mL/min, the Mn-Ce/Slag catalyst exhibited a NO conversion higher than 95% in the range of 180–260 °C. The activity of Mn/Slag catalysts was greatly enhanced with the addition of CeO₂. The results indicated that Ti-bearing blast furnace slag had suitable phase composition as good support of SCR catalyst.

Implications: Ti-bearing blast furnace slag is a kind of industrial waste in China. Much slag was underused and piling up, which could cause many environmental issues, such as enormous waste of titanium and groundwater and soil contamination by heavy metals in leachates. The utilization of slag as the support of SCR catalyst will not only make use of solid waste but also cut down the NO_x emitted from power plant.     

氧化锰矿渣改性制备SCR脱硝催化剂

以锰酸钾生产过程中产生的氧化锰矿渣为原料,制备了一系列Mn基SCR脱硝催化剂。研究了活性炭、二氧化钛、以及含锰量的变化对催化剂的脱硝活性的影响。结果表明,直接由矿渣制备的催化剂和添加活性炭、二氧化钛制备的催化剂,其最大脱硝率分别为40%和78%。XPS表征发现催化剂中的锰元素存在多种氧化价态,活性炭的加入在一定程度上改变了不同价态之间的相对含量;在矿渣中加入硫酸锰后,发现总锰含量达到10%时,催化剂的最大脱硝率从78%降低至57%,XRD测试发现硫酸锰的加入导致S2O27-物种的生成,可能是引起催化剂活性下降的原因之一;而加入醋酸锰至总锰含量达到10%时,增大了催化剂的活性温度窗口,当总锰含量达到20%时,在空速10 000 h-1条件下,催化剂的最大脱硝率达到86.7%。     

不同因素对人工湿地基质脱氮除磷效果的影响

在人工配制的污水中投入一定量的基质,不同条件下振荡培养,评价沸石、炉渣和陶瓷滤料3种基质在不同因素影响下对氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)的吸附能力。结果表明,不同吸附时间时,沸石对NH4+-N的吸附效果最好,陶瓷滤料对TP的吸附效果最好;进水浓度对沸石吸附NH4+-N的影响较大,其吸附量随进水浓度的增大而增大,进水浓度对炉渣和陶瓷滤料吸附NH4+-N及炉渣吸附TP影响不大;3种基质对NH4+-N和TP的吸附量均是随吸附剂量的增加而降低,要达到较好的去污效果,应根据实验结果考虑基质投入量;pH值对沸石吸附NH4+-N影响显著,pH值6～7范围内吸附效果最好,pH值8～12的碱性条件有利于基质对TP的吸附。     

炉渣制光催化剂催化降解水中罗丹明B的研究

以废弃的钢铁冶炼炉渣为原料制备了光催化剂GN,并对其进行了X衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱、比表面积及孔径分布等物性测试,通过在三相内循环流化床光催化反应器中对罗丹明B废水进行处理,确定了GN的最佳光催化氧化条件.将GN与传统的光催化剂TiO2作比较,结果表明,GN不仅具备较高的光催化活性,而且成本更低,为钢铁冶炼炉渣的循环再利用提供了一种新思路,同时也为光催化氧化技术的工业化应用提供了一条新颖、经济、可行的途径.     

利用高炉水淬渣制作多孔吸声材料的研究

为了促进高炉炼铁水淬渣的二次利用,研究了以高炉炼铁水淬渣为原料,以硅微粉或水泥为粘结剂,采用压制成型方法制作的多孔吸声材料的吸声性能及力学性能。结果表明:用颗粒状的高炉炼铁水淬渣制作的多孔吸声材料具有良好的吸声性能,其平均吸声系数可以达到0.70以上;材料的抗压强度可以达到3.0 MPa以上。