钢渣改性研究进展及展望

我国钢渣产生量巨大,随着日益严格的环保要求,为使钢渣达到资源化利用的目的,钢渣改性成为需要迫切解决的工作。简述了我国钢铁行业产生的钢渣的组成特点、资源化利用存在的问题;重点综述了钢渣改性的研究进展。结合现存钢渣改性工艺的特点,指出热态钢渣碳酸化改性,不仅可以充分利用钢渣本身的巨大热能,实现钢厂内CO₂减排,还能够实现钢渣稳定性和胶凝性能的改善,是今后钢渣改性研究的重要方向。     

碱激发钢渣水泥研究

在碱矿渣水泥的碱基础上，研究了碱激发钢渣水泥及其主要性能，研究表明，采用校正对剂钢渣的化学成分进行校正后再用碱性激发剂进行发，可获得强度标号达５２５＃的碱激发钢渣水泥。该种水泥能够充利用钢渣，减少环境污染。     

“双碳”目标下钢渣处理及资源化利用探讨

钢渣是炼钢过程排放的固体废弃物,具有年产量大、温度高、化学组成复杂、硬度高和安定性不良等特点。在"双碳"目标下,其处理和资源化利用再次受到关注。针对钢渣特点,对国内外钢渣处理利用情况进行综述,指出了现有处理工艺和资源化利用途径存在的问题,并对"双碳"目标下钢渣的资源化利用途径进行探讨,提出钢渣余热回收、熔融钢渣还原改性和CO₂捕获是未来钢渣处理方向和路径。     

FeCl3改性钢渣脱除燃煤烟气中Hg0的研究

以钢铁厂废弃钢渣为原料,以丙酮溶液为分散剂制备FeCl₃改性材料,在固定床吸附评价装置上考察了钢渣在FeCl₃改性前后对模拟烟气中Hg脱除效果的影响,并结合吸附试验与微观表征对改性催化剂的脱汞性能进行分析.结果表明:氯是FeCl₃改性钢渣吸附剂的主要活性组分,FeCl₃的掺入使钢渣的比表面积由1.06 m2/g提高到1.32 m2/g,进而提高吸附剂的汞吸附容量,经FeCl₃改性后废弃钢渣对汞的脱除效率比未改性前提升了3.2倍.SO₂的存在降低了FeCl₃改性钢渣材料的脱汞性能,持续通入的SO₂与吸附剂接触占据了部分孔道和表面活性位点,使得对单质汞的吸附效率下降,200℃时含有SO₂时的FeCl₃改性钢渣吸附剂吸附量比未通入SO₂气体的改性材料降低了75.57%;在含有HCl气体的烟气体系中,FeCl₃改性钢渣材料对汞的脱除效率从3432.70 ng/g升至10341.10 ng/g,并且随着反应温度的升高零价汞向氧化态汞转化的效率增加.研究显示,SO₂的存在降低了FeCl₃改性钢渣吸附剂的脱汞性能,而HCl气体有效地促进了FeCl₃改性钢渣吸附剂对零价汞（Hg0）的脱除.      

热态钢渣CO_2改性及热力学性能研究

钢渣是来源于炼钢过程的废弃物,其矿物组成与水泥熟料相似,但钢渣中含有较高的f-Ca O,是限制钢渣在建材领域应用的重要原因。基于此,利用CO2改性技术对钢渣进行了改性处理,并通过热力学分析对改性效果进行了验证。结果表明:热力学理论分析与实验结果具有良好的一致性,CO2作为改性气相对钢渣物相组成具有显著改性效果,改性后钢渣中f-Ca O含量可以降到1%以下。     

改性钢渣颗粒除藻的特性研究

以高温活化改性钢渣颗粒为研究对象,对其在机械搅拌条件下对水体中不同种属藻的去除效果和对藻类的光合作用活性的影响进行试验研究,并对其除藻机理进行了初步探讨.结果表明:改性钢渣颗粒对水体中各藻属均有很好的去除效果,对藻类的光合作用活性具有很好的胁迫抑制作用;改性钢渣颗粒在100 r/min的搅拌强度下,对藻类的去除主要以吸附为主,在400 r/min的搅拌强度下,对藻类的去除以吸附和机械损伤为主.     

改性钢渣对镉离子吸附特征的研究

对比不同的改性方法,研究改性钢渣对镉离子去除的效果,并对改性前后钢渣吸附性能进行比较。通过考察粒径、投加量、处理时间、镉溶液初始浓度等因素对吸附效果的影响,拟合吸附等温曲线。实验结果表明,高温活化改性钢渣效果最佳,当改性1.5 h,温度为800℃时镉离子去除率达到最高为94%。在室温条件下,在100 m L含镉溶液(镉离子初始浓度10 mg/L)中,投加1 g粒径为0.15~0.9mm的钢渣,振荡30 min后吸附达到最佳。高温改性钢渣对镉离子的吸附过程符合Freundlich方程,相关系数为0.998 4。     

CO_2气体对钢渣组成和性能的影响

热态钢渣降温过程中,对f-CaO有效消解同时实现钢渣渣性能的协同改善是热态钢渣处置的发展趋势。结合热力学分析与实验研究,利用CO_2、CO_2+水蒸气组合气、空气、空气+水蒸气等组合气体对钢渣进行处理,研究气体对物相组成、水化特性、安定性及胶凝性的影响。结果表明:在不同气氛下对钢渣处理后,通过钢渣化学组成、物相、微观结构分析,发现不同气氛对钢渣中f-CaO的消解能力由大到小排序分别是CO_2+水蒸气>空气+水蒸气>CO_2>空气,且CO_2+水蒸气组合气体通入后,钢渣粉的安定性能显著改善。钢渣复合胶凝材料的凝胶活性指数在3,7 d的强度略有降低,但在28 d对其强度影响不大,因此采用CO_2+水蒸气处理气氛通入热态钢渣,对改善钢渣的组成和性能综合效果最好,且热力学分析和实验结果具有良好的一致性。     

钢渣-尾矿蒸压砖的生产工艺参数研究

钢渣是一种大宗工业废弃物,由于存在安定性不良的缺点,利用率一直较低。该文将多聚磷酸盐改性钢渣用于蒸压尾矿砖的生产,对影响产品性能的主要因素进行了系统研究,确定了适宜的蒸压砖工艺条件和蒸养制度:成型水量为9%;成型压力为20 MPa;蒸养制度为"升温4 h-180℃恒温4 h-自然冷却降温"。蒸压砖中钢渣粉用量由原来的11%(未改性,未粉磨)提高到25%(改性),水泥用量由原来的7%下降到5%,抗压强度则由11.6 MPa大幅度提高到22.1 MPa,产品满足《粉煤灰砖》(JC 239-2001)标准要求,达到了MU20等级。多聚磷酸盐改性剂除了有效改善钢渣的安定性之外,还对钢渣和尾矿具有良好的活性激发作用,进而强化了蒸压过程中的水化反应。借助XRD和SEM分析了蒸压试块的水化产物及微观结构,探讨了改性钢渣-尾矿蒸压砖的水化与强度形成机理。     

基于湿法脱硫技术的钢渣微粉脱硫效率的研究

以转炉热泼渣、铸余渣、转炉滚筒渣、铁水脱硫渣、电炉热泼渣和电炉滚筒渣作为吸收剂,进行湿法脱硫工艺的实验研究。通过分析钢渣微粉的粒径,钢渣微粉的主要化学成分,以及反应机理,研究钢渣微粉种类、钢渣微粉浆液的质量浓度、液气比对脱硫效率的影响。结果表明:在综合考虑实验结果与经济性因素的情况下,适宜工艺参数是铁水脱硫渣微粉作为吸收剂,采样时间为10 min,液气比为15.0 L/m3,钢渣微粉浆液的质量浓度均为5.0%,其脱硫效率可达66.82%