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。     

利用废旧羊毛制备多孔吸声材料

为了促进羊毛纤维的二次利用,以废旧羊毛纤维为主要原料,通过非织造生产工艺,制备了羊毛吸声材料,适用于解决交通运输和城市建筑噪音污染问题。使用混响室法,对羊毛吸声材料在100~2 500 Hz频率范围内的吸声性能进行了测试。结果表明,羊毛吸声材料具有良好的吸声性能,对高频的吸声性能优于低频,其降噪系数可达到0.6以上;材料空腔深度与密度均影响其吸声性能,增加空腔深度可显著提升材料中低频的吸声效果。     

采用化学发泡法制备发泡钢渣水泥

以自制的钢渣水泥（钢渣用量达到60%）为主要的胶凝材料,利用双氧水分解反应的化学发泡法制备发泡水泥,分别研究发泡剂掺量、催化剂二氧化锰、发泡时的搅拌水温、水胶比及玻璃纤维对发泡过程及制备的发泡水泥性能的影响。实验结果表明：催化剂二氧化锰对双氧水分解反应的速率影响较大,加入催化剂后的发泡速率成阶段性变化,但发泡后的最终体积趋于一致;当双氧水用量为4%时,发泡水泥7 d的抗压强度为0.61 MPa,干密度达到556 kg·m-3;发泡时搅拌水温控制在30℃时,发泡过程基本在24 min内结束,发泡效果较好;发泡水泥的抗压强度、干密度随着水胶比的增加而降低;玻璃纤维对发泡水泥孔结构的形成有影响,当玻璃纤维量为0.4%时,其在0~1 mm、1~2 mm内分布的孔较多,整体上孔分布较为均匀,7 d的抗压强度达到0.72 MPa。     

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。     

用电石渣、钢渣和煤矸石制备可控性低强度材料

可控性低强度材料(CLSM)是一种替代传统的回填材料,具有低强度、自流平、自我填充与自密实的特性,并在欧美地区得到广泛应用的一种材料。为了加强对可控低强度材料的研究,提出了以电石渣、钢渣、煤矸石为主要原料制备可控低强度材料,研究其不同温度、不同原料配比条件对其抗压强度的影响,通过X射线衍射分析了其物质发生的化学变化及变化规律。电石渣和钢渣的比例在1:1附近时抗压强度达到最大,温度升高和氯化钙加入量的增加也有利于抗压强度的提高,氧化钙、二氧化硅等部分原料转变为复合硅酸盐晶体。     

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。     

铝钒土—钢渣吸附剂去除铅的研究

天然铝钒土与钢渣混合制得的Al-Ca混合吸附剂性能稳定,能够有效地去除水中的铅离子。通过间歇式振荡吸附实验得到该吸附剂的最佳制作条件为:铝钒土/钢渣为1:2,在0.5mol/lH_2SO_4溶液中处理2小时后,500℃灼烧1小时。实验中对铅的最大吸附量达到746.6mg/g。     

钢渣吸附剂吸附机理的研究

采用间歇振荡法,研究了钢渣吸附模式、选择性以及等温吸附方程。结果表明,钢渣对阳离子的吸附容量远远大于对阴离子的吸附容量,其吸附模式属于离子交换;其对重金属离子具有一定的吸附选择性,其选择性能与离子的电性、电价、离子半径和水化热等因素有关;钢渣吸附Pb²⁺是单层吸附,符合Langmuir等温吸附方程。     

钢渣吸附处理苯酚废水的研究

采用恒温振荡的方法,考察了钢渣粒径、吸附温度、振荡速度、溶液pH值、溶液初始浓度对苯酚去除率的影响。结果表明,在粒径为120~180目、pH=4.0、苯酚溶液浓度在500 mg/L以内、苯酚/钢渣质量比为1∶1 000时吸附效果最好。钢渣对苯酚的吸附能较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,线性相关系数分别为0.9971和0.9916,吸附机理为表面吸附。     

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.     

钢渣过滤工艺处理印染废水实验研究

钢渣具有多孔、吸附能力强的特点,可以将其作为填料设计成钢渣过滤反应器放到生化处理之后.研究结果表明,实验水样采用水解酸化-生物接触氧化-钢渣过滤工艺,可使印染废水出水达到国家《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)Ⅱ级标准.     

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)。     

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。     

钢渣制光催化剂降解甲基橙的性能研究

以废弃的冶金钢渣为原料制备了光催化剂,对其进行了物性测试,并通过处理甲基橙模拟废水,研究了光催化剂投加量、模拟废水pH值和初始浓度及投加FeCl2作助剂对光催化剂性能的影响.结果表明,实验制备的钢渣光催化剂粉体颗粒分散均匀,紫外-可见光吸收波长较纯TiO2产生了红移,并且具有良好的光催化活性,在最佳处理条件下,光催化氧...     

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)。     

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。     

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。     

利用给水厂污泥制备透水砖的实验研究

以给水厂污泥、粉煤灰和普通砂为主要原料,添加一定量的粘结剂制备透水砖。探讨了污泥掺加量、烧结温度和成型压力对透水砖基本性能的影响,结果表明,当污泥掺量为30%～40%,添加30%～35%,粒径为1.0～1.4 mm普通砂颗粒时,在30 MP压力下成型、1 150℃下烧结制备出的成品抗压强度达36.53 MP,透水系数为1.08×10-2cm/s,满足JC/T945-2005《透水砖》相关要求。     

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。