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。     

高炉渣对Zn(Ⅱ)的吸附性能

采用高炉渣对Zn(Ⅱ)进行震荡吸附实验,研究了Zn(Ⅱ)初始浓度、高炉渣投加量、接触时间、温度和溶液的初始pH对Zn(Ⅱ)吸附效果的影响。结果表明,在常温(28℃)、高炉渣粒径为100目、振荡频率为120 r/min、高炉渣吸附剂投加量为8 g/L、接触时间为60 min、废水初始pH=7和浓度为10 mg/L的条件下,Zn(Ⅱ)去除率可达到98.6%,废水中的Zn(Ⅱ)浓度由10 mg/L降至0.14 mg/L,符合国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准。通过吸附动力学和吸附等温线实验得出,高炉渣吸附Zn(Ⅱ)的吸附曲线符合Langmuir等温式和伪二级动力学方程式。     

改性高炉渣对甲基橙的吸附

以盐酸和十六烷基三甲基溴化铵对包钢高炉渣进行表面改性,通过XRD、SEM和N2吸附-脱附测试研究其微观结构和孔径分布,并以阴离子型染料甲基橙溶液为模拟染料废水研究其吸附性能,进而探索最佳改性制备条件。研究结果表明：有机改性高炉渣主要化学成分为SiO2,表面有明显的孔道结构,比表面积高达394.5 m2·g-1,平均孔径为12.4 nm;有机改性高炉渣对甲基橙溶液均具有较强的吸附性能,最佳改性条件为加入改性剂盐酸浓度为3 mol·L-1、十六烷基三甲基溴化铵的最终投加浓度为8 g·L-1、水热温度160 ℃和16 h,此时所制备的有机改性高炉渣吸附性能最强,吸附率为98.06%,最大吸附量达357.14 mg·g-1。等温吸附实验表明,有机改性高炉渣对甲基橙溶液的吸附属于多分子层吸附。     

施用高炉渣对土壤磷吸附-解吸特性的影响

采用振荡平衡法,研究了施用高炉渣对土壤磷的吸附解吸特征的影响。结果表明:Langmuir、Freundlich和Temkin方程都能较好地描述高炉渣对土壤磷的吸附特征,但以Langmuir模型为最优。与对照处理相比,施用高炉渣的土壤吸附平衡常数k值增大,自由能ΔG降低,最大吸附量Xm和最大缓冲容量MBC提高;磷的解吸量增加,总解吸量和总解吸率分别是对照处理的1.05～1.25倍和1.02～1.36倍;施用高炉渣还能减弱吸附-解吸过程中的滞后效应。上述结果说明施用高炉渣可以改善土壤保蓄和供应磷的能力。     

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。     

改性高炉渣对染料的吸附动力学及热力学研究

以高炉渣和壳聚糖为原料,制备了高温改性高炉渣-壳聚糖复合吸附剂(TBFSC)和盐酸改性高炉渣-壳聚糖复合吸附剂(ABFSC),考察了2种吸附剂对酸性蒽醌蓝和活性艳红K-2BP的吸附性能,研究了吸附过程的等温吸附特征、吸附动力学和热力学。结果表明,2种染料在TBFSC和ABFSC上的吸附更好地符合Langmuir等温方程,表观二级动力学模型能够很好地描述TBFSC和ABFSC的吸附动力学行为。对于染料在TBFSC上的吸附,粒子内扩散过程和液膜扩散过程是该吸附的速控步骤,而液膜扩散过程为ABFSC吸附染料的速控步骤。热力学参数表明,TBFSC和ABFSC对两种染料的吸附都是自发进行的物理吸附,吸附过程均无配位基交换、化学键等强的作用力。     

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.     

高碱度钢渣添加铁尾矿消解f-CaO的机理研究

高碱度钢渣掺唐山石人沟铁尾矿重构,两者在高温环境下熔融反应消解高碱度钢渣中f-CaO。采用正交实验法设计实验方案,考察了铁尾矿掺入量(分别为3%、5%和9%)、反应温度(分别为1 500℃,1 550℃和1 580℃)及恒温反应时间(分别为10 min、20 min和30 min)对消解高碱度钢渣中f-CaO的效果。实验结果表明,铁尾矿能有效消解钢渣中f-CaO,重构渣中f-CaO含量平均值为1.17%,消解率为76.27%。且由正交方法测出了铁尾矿掺入量对f-CaO的消解影响较大,极差值为0.41%;反应温度次之,极差值为0.32%;恒温反应时间影响较小,极差值为0.06%。利用X射线衍射方法测定重构渣中矿物组成,主要为磁铁矿、钙镁橄榄石、硅酸二钙、硅酸三钙、镁铁尖晶石、铁酸钙及铁铝酸钙。     

高炉渣调质作为矿渣纤维原料

以铁矿废石和粉煤灰的混合物为添加剂对高炉渣进行调质,调质后的矿渣作为制备矿渣纤维的原料,并对影响机理进行分析。结果表明,随着添加剂比例升高,矿渣的酸度系数M_k和粘度系数M_η升高,氢离子指数pH降低,矿渣纤维的稳定性逐渐增加,矿渣粘度较小,其主晶相为黄长石。配加添加剂比例较高时熔渣凝固后无矿物析出,形成均匀的无限固溶体。矿渣更加适合制备矿渣棉纤维。     

高炉熔渣四辊离心法制取矿渣棉

以调质高炉渣为原料在实验室进行了四辊离心法制备矿渣棉实验.研究高炉渣滴落温度、粘度、离心辊径及转速等工艺参数对矿渣棉成纤效果的影响规律.结果表明,高炉渣滴落温度应控制在1 290~1 420℃之间,高炉渣粘度在1~3 Pa.s;四辊直径分别为1# 213 mm、2# 295 mm、3# 295 mm和4# 295 mm时,转速控制在1# 2 707~3 000 r/min、2# 3 093~4 000 r/min、3# 4 350~4 500 r/min和4# 5 000~5 800 r/min,成纤率较高,成纤效果良好.     

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.     

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。     

高炉钛渣吸附废润滑油的动力学和热力学

采用高炉钛渣作为吸附剂,以废润滑油中的酸性组分作为吸附质,利用液体石蜡和正辛酸配制模拟废润滑油,考察吸附剂投加量、吸附时间、搅拌转速和吸附质初始浓度等条件对吸附的影响,在此基础上进行了高炉钛渣吸附废润滑油的动力学和热力学研究。结果表明：高炉钛渣吸附废润滑油的动力学过程可用准二级动力学模型进行描述,吸附过程由液膜扩散和粒子内扩散共同控制;高炉钛渣吸附废润滑的过程更好的符合Langmuir吸附等温方程,具有单层吸附的吸附特征;热力学参数表明,高炉钛渣吸附废润滑油的吸附过程为自发进行的吸热过程,吸附过程受范德华力、氢键力和偶极间作用力的共同作用。     

水淬钢渣碳酸化固定CO2

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。