含铅钢渣制备钢渣水泥的试验研究

采用钢渣处理含铅废水,将吸附有Pb2+的钢渣作为混合材制得钢渣水泥。测定了钢渣水泥的标准稠度用水量、凝结时间、胶砂流动度、强度等物理性能,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和水化热测试等手段分析钢渣水泥的微观水化性能与结构,测定钢渣水泥的Pb2+浸出浓度。结果表明,钢渣能有效处理含铅废水,当Pb2+与钢渣的投加质量比为1∶10时,废水中Pb2+的去除率可达80.04%,钢渣对Pb2+的吸附容量为80mg/g。将此含铅钢渣作为混合材制备钢渣水泥,当含铅钢渣掺杂量低于20%(质量分数,下同)时,制备的水泥试样强度等级达到52.5R;当含铅钢渣掺杂量为40%时,水泥试样强度等级达到42.5R;XRD与SEM分析表明,制得的钢渣水泥未出现异常水化产物;含铅钢渣未导致水泥水化延迟,且钢渣水泥中的Pb2+在酸性和中性环境下的浸出浓度均满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)。     

不锈钢钢渣单颗粒成分分析及用于烟气脱硫的模拟试验

为研究不锈钢钢渣化学成分及用于烟气脱硫的可行性,采用电子探针微区分析技术对太原钢铁(集团)有限公司不锈钢钢渣进行单颗粒形貌和组分分析,然后测定钢渣中游离氧化钙含量和浆液的pH,在此基础上,开展了将其用于烟气脱硫的模拟试验,研究了钢渣干湿状态、粒径对脱硫效率和失效时间的影响。结果表明,不锈钢钢渣颗粒呈不规则形状,主要成分包括CaO、MgO、Al2O3、SiO2等,其中游离氧化钙占4%~7%;钢渣浆液呈碱性。浸湿状态下80目以上钢渣脱硫率大于60%,失效时间170min。表明不锈钢钢渣具备一定的烟气脱硫潜力,可以考虑用来"以废治废"。     

2种不同碱度钢渣及其负载HAP吸附镉的比较

为了探明低碱度钢渣、低碱度钢渣负载HAP(羟基磷灰石,hydroxyapatite)、高碱度钢渣和高碱度钢渣负载HAP 4种材料对水溶液中Cd+2的吸附特征,采用静态批实验的方法,分别从pH、反应时间和初始浓度等方面对其进行了考察;使用电镜扫描观察和X射线衍射分析等手段,运用吸附动力学模型、吸附等温线模型对吸附过程和吸附机理进行了分析与探讨。结果表明:4种材料对Cd~(2+)的吸附效果顺序为高碱度钢渣负载HAP高碱度钢渣低碱度钢渣负载HAP低碱度钢渣,其中低碱度钢渣及其负载HAP对Cd+2的吸附性能较差,且会发生脱附现象,不宜用作Cd+2的吸附材料;高碱度钢渣及其负载HAP对Cd~(2+)的吸附性能较好,吸附过程均符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温线模型;吸附过程主要为吸附剂表面上的单层化学吸附,吸附作用主要为离子交换作用和化学沉淀作用;此外,高碱度钢渣及其负载HAP对Cd+2最大吸附量分别为7.65 mg·g-1和12.63 mg·g-1,相比之下,提高了60.58%,这表明高碱度钢渣负载了HAP可大幅度提高其对Cd~(2+)的吸附容量。钢渣碱度的差异性对其吸附镉的影响较大。     

钢渣脱除烧结烟气中二氧化硫的实验研究

通过对钢渣的分析,确定了其作为脱硫剂的可能性.从钢渣在不同操作条件下脱硫的实验研究看,钢渣能有效地脱除烟气中的SO2,在湿润状态、低流速条件下,微细钢渣的脱硫能力较强,钢渣作为脱硫剂使用将具有良好的经济效益和环境效益.     

共存物质对钢渣除磷的影响

研究了pH、共存离子（Cl^-、NO3^-、SO4^2-、F^-、HCO3^-）和腐植酸对钢渣吸附除磷的影响。结合吸附饱和钢渣上的磷形态分析了产生影响的原因,采用SEM-EDS（扫描电子显微镜-X射线能谱分析）对吸附磷酸盐前后钢渣表面的微观形态特征进行观察。结果表明：钢渣对磷酸盐具有很好的去除效果,吸附饱和钢渣中的磷主要以Ca—P形式存在。钢渣吸附磷酸盐最适初始pH为3～5,高pH抑制Ca—P的生成,对吸附不利。NHf的存在提高了Ca—P含量,从而促进钢渣对磷酸盐的吸附。共存阴离子Cl^-、NO3^-、SO4^2-对钢渣吸附磷酸盐没有影响,但是F^-和HCO3^-明显抑制Ca—P的生成,从而减少了钢渣对磷酸盐的吸附。腐植酸的存在显著抑制了Ca—P和O-P的生成,使钢渣对磷酸盐的吸附量大大减小。     

钢渣脱除烧结烟气中二氧化硫的实验研究

通过对钢渣的分析，确定了其作为脱硫剂的可能性。从钢渣在不同操作条件下脱硫的实验研究看，钢渣能有效地脱除烟气中的SO2，在湿润状态、低流速条件下，微细钢渣的脱硫能力较强，钢渣作为脱硫剂使用将具有良好的经济效益和环境效益。     

转炉钢渣中铁组分的氧化改质与磁选回收

在不同工艺参数下对转炉钢渣进行了固相氧化改质,并对改质后钢渣进行了磁选处理,分析对比了干式磁选和湿式磁选对改质钢渣的磁选效果。实验结果表明:通过氧化改质处理,能够使钢渣中无磁性铁氧化物向有磁性镁铁尖晶石发生转变,后者可通过磁选进行有效分离。原钢渣进行氧化改质的最佳加热温度和气体通入速率分别为1 100℃和7.5 L·min~(-1)。钢渣通过固相改质后,更容易获得高回收率的高品位精矿,对钢渣的磁选宜为湿式弱磁选,实验范围内磁选工艺的最佳磁感应强度为0.102 T。在加热温度1 100℃,保温时间30 min,气体通入速率7.5 L·min~(-1)的条件下,改质钢渣产率达到22%,铁品位达到62%,回收率达到64.95%。     

环境友好型钢渣热闷技术的设计和生产实践

在对传统闷渣法进行改进的基础上,独立开发了具有清洁节能特点的环境友好型钢渣热闷技术(简称钢渣热闷技术),同时分析了该技术的设计和生产实践.实践表明:(1)随着热闷时间和水渣比的增加,钢渣的粉化率显著上升;对于块度较大的钢渣来说,需要较长的时间才能充分粉化;钢渣封盖温度对钢渣的粉化率没有显著影响.实践中较为优化的操作条件...     

钢渣预处理含铬废水及其废渣与铬渣的固化

用钢渣对含铬废水进行预处理,探讨了钢渣粒度、用量、废水pH值和添加硫酸亚铁还原剂的影响.结果表明,经硫酸亚铁还原处理后再用钢渣处理比单纯用钢渣处理的效果明显提高,采用钢渣/总铬质量比为40的100目钢渣处理经硫酸亚铁还原后的含铬废水,总铬和Cr6 去除率分别达79%和84%,采用钢渣柱进行的两级淋滤实验进一步表明该方法可作为工业上含铬废水处理的预处理段.处理后的废钢渣同工业铬渣一起进行水泥固化,标准养护20 d后固化体表面Cr6 浸出率、破碎至5 mm粒径以下和酸雨淋溶下的浸出液Cr6 浓度均符合安全标准,可作为普通建材或进行填埋处置.     

钢渣预处理含铬废水及其废渣与铬渣的固化

用钢渣对含铬废水进行预处理，探讨了钢渣粒度、用量、废水pH值和添加硫酸亚铁还原剂的影响。结果表明，经硫酸亚铁还原处理后再用钢渣处理比单纯用钢渣处理的效果明显提高，采用钢渣／总铬质量比为40的100目钢渣处理经硫酸亚铁还原后的含铬废水，总铬和Cr^6＋去除率分别达79％和84％，采用钢渣柱进行的两级淋滤实验进一步表明该方法可作为工业上含铬废水处理的预处理段。处理后的废钢渣同工业铬渣一起进行水泥固化，标准养护20d后固化体表面Cr^6＋浸出率、破碎至5mm粒径以下和酸雨淋溶下的浸出液Cr^6＋浓度均符合安全标准，可作为普通建材或进行填埋处置。     

柠檬酸强化钢渣湿法烧结烟气脱硫及机理

在鼓泡反应器中考察了添加柠檬酸强化钢渣湿法烧结烟气脱硫的影响因素,包括钢渣粒度,吸收浆液浓度、进口二氧化硫浓度、停留时间,p H值,柠檬酸与钢渣的浸泡时间等,结果表明,柠檬酸浓度为2.0 mmol/L、钢渣浓度为4%、二氧化硫进口浓度为1 500 mg/m3、烟气停留时间为7 s、钢渣强化时间为2 h、钢渣粒度200目,脱硫率达到90%以上。经4 mmol/L的柠檬酸强化后的钢渣浆液脱硫率比单纯钢渣浆液提高18.41%,达到90.99%的脱硫率,且有效反应时间延长50%,达到60 min以上。柠檬酸的加入,一方面促进了钢渣碱性组分溶解,另一方面在吸收液中形成柠檬酸和柠檬酸盐缓冲体系,增加了气液界面SO2浓度,提高了SO2的气液传质速率。     

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。     

钢渣处理电厂循环冷却排污水中的有机膦

利用热泼渣和滚筒渣去除电厂循环冷却排污水中的有机膦,考察了粒径、搅拌速率及初始p H对两种钢渣除膦效果的影响,并对钢渣除膦动力学特性进行分析。结果表明,钢渣粒径会明显影响其除膦效率,钢渣粒径越小,其除膦速率越快,平衡吸附量越大。小粒径钢渣除膦更符合二级动力学,而一级动力学模型则适用于粒径大于1.25 mm的钢渣。搅拌有助于提高钢渣除膦效率,但增大到一定程度后,搅拌速率对除膦效率影响不大。酸性条件更有利于滚筒渣除膦,热泼渣的除膦速率随p H上升而升高,但其平衡吸附量则呈下降趋势。两种钢渣除膦的最佳p H均为5.0。     

风淬钢渣对高炉渣基微晶玻璃性能的影响

以风淬钢渣和高炉渣为主要原料,采用一次烧结法制备微晶玻璃。结果表明,该方法制备的微晶玻璃主晶相为钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7),还有少量的镁黄长石(Ca2MgSi2O7),钢渣最大用量达到50%;随着风淬钢渣含量的增加,样品的最佳烧结温度逐渐增加;烧结温度对样品析晶性能的影响明显大于风淬钢渣含量的影响;样品的抗折强度随风淬钢渣的增加呈现出先增大后减小的趋势;样品的密度随风淬钢渣的增加而逐渐减小;直接用风淬钢渣和高炉渣制备出的微晶玻璃具有良好的抗折强度和耐酸碱性,抗折强度最大可达90 MPa,该方法为综合治理冶金渣污染及其综合利用开辟了新的途径。     

镧改性钢渣对水中氟离子的吸附性能

为有效去除铁路隧道开挖过程中涌出的地下水中的氟离子,避免对当地环境和居民身体健康造成危害,利用镧改性钢渣得到一种除氟材料,通过扫描电镜、比表面积测定、能量散射光谱、X射线衍射及傅里叶红外光谱等方法对材料进行表征。此外,结合吸附热力学和吸附动力学模型拟合,探究了改性钢渣对水中氟离子的吸附机理。结果表明：改性钢渣的比表面积由未改性的0.549 9 m²·g^-1增大到23.367 5 m²·g^-1,小粒径的钢渣比例增大且表面粗糙程度增强。能谱分析表明通过改性,可成功的将镧负载于钢渣表面。吸附拟合模型表明,钢渣对氟离子的吸附遵循Langmuir模型,说明钢渣对氟离子的吸附更接近于单层吸附,且主要为化学吸附。热力学参数表明,吸附吉布斯自由能(?G⁰)>0,焓变(?H⁰)和熵变(?S⁰)<0,表明该反应是放热过程,改性钢渣的除氟过程符合伪二级动力学过程。改性钢渣有望成为一种具有应用前景的除氟材料。     

利用钢渣对聚驱采油废水进行深度处理

利用钢渣对模拟聚驱采油废水进行深度处理,依靠吸附作用去除水中的HPAM。考察了钢渣粒径、搅拌速度、pH以及吸附时间对HPAM去除率的影响,进行了吸附等温线和吸附热力学分析,并对钢渣进行了吸附再生实验。当搅拌速度为250r／min,pH为2～10,吸附时间为90rain,钢渣粒径为10-16目、投加量为100g／100mL时,HPAM的去除率可达到84％以上。钢渣对HPAM的吸附符合Langmuir等温式,吸附自由能变和吸附焓的结果都表明,该吸附属于物理吸附。吸附之后的钢渣可以通过600℃焚烧得到再生,再生后仍可保持良好的吸附性能。     

用转炉钢渣处理水中腐殖酸类有机物

转炉钢渣通过絮凝沉淀和吸附能够有效地去除水中的腐殖酸类有机污染物。本文深入讨论了钢渣水溶性及对腐殖酸的处理机理,钢渣投加量和处理时间等对处理效果的影响,并对四种不同类型的有机污水进行处理。生活污水和造纸废水中的TOC去除量达10mg/g以上。     

改性钢渣吸附氨氮和磷的特性研究

利用钢渣与氢氧化铝以4∶3质量配比混合,在700℃下进行2 h煅烧,得到改性钢渣。通过批次吸附实验,研究了改性钢渣在不同初始pH值、振荡时间和温度下对水溶液中氨氮和磷酸根的吸附情况,进而分析了改性钢渣对氨氮和磷酸根的吸附等温线、热力学和动力学特性。结果表明,改性钢渣脱氮除磷能力比原钢渣显著增强,且最适pH值为4～8。改性沸石对氨氮和磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附方程,氨氮(以N计)最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.67、2.59和3.24 mg/g,磷酸根(以P计)的最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.02、1.19和1.37 mg/g。热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0表明,该吸附是一个自发、吸热、熵增型反应过程,且磷的吸附是化学吸附为主,氨氮的吸附是以离子交换吸附和物理吸附为主。改性钢渣对磷和氨氮的吸附动力学符合伪二级方程(R2>0.999)。     

钢渣/焦炭吸附-微波降解法处理阳离子染料废水

以结晶紫溶液模拟阳离子染料废水,研究了钢渣对染料的吸附性能及其影响因素.结果表明,在碱性条件下,钢渣对结晶紫不仅吸附速率快,而且吸附容量大.利用钢渣对染料的吸附特性和焦炭吸收微波产生高温的性能,提出了以钢渣/焦炭吸附-微波降解处理阳离子染料废水的新方法.该方法简单有效,成本低廉,具有良好的应用前景.