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。     

利用钢渣制备多孔吸声材料的研究

为促进钢渣的高附加值利用,研究了以钢渣为主要原料,以微硅粉为粘结剂,采用烧结成型的方法制备的多孔吸声材料的吸声性能及力学性能。结合X射线荧光分析、X射线衍射分析、热重分析、扫描电镜观察和化学分析等测试方法,对样品的化学组成、矿物组成、烧结制度、微观形貌和体积稳定性进行了分析。结果表明,利用钢渣制备的多孔吸声材料具有良好的吸声性能,材料的体积稳定性良好且在吸声性能最佳时的抗压强度为5.41 MPa,是一种适用于解决城市道路、高速路和铁路噪音污染问题的吸声材料。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

钢渣对直接大红4BE染料的脱色性能

采用搅拌吸附的方法,在混凝搅拌装置中考察了钢渣对直接大红4BE染料废水脱色率的影响因素及其机理。结果表明,当初始pH值为7.0、染料初始浓度为100 mg/L、钢渣目数为100～120目、用量为10.0 g时,按染料与钢渣的质量比2∶1（mg/g）、转速为200 r/min搅拌吸附,脱色效果较好。当反应时间为100 min时,脱色率为97.14%,可达纺织染整工业水污染物排放标准中色度的Ⅰ类标准。吸附过程的机理主要有快速的物理吸附、OH-与带色素的阴离子之间的配位体交换及絮凝沉淀作用。     

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...     

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％。     

改性电炉钢渣-多元LDHs对亚甲基蓝染的料脱色性能

研究了电炉钢渣改性材料——多元层状双金属氢氧化物(multivariate layered double hydroxide,多元LDHs)对亚甲基蓝染料的脱色性能。考察了亚甲基蓝染料初始质量浓度、吸附时间、吸附温度、pH和吸附剂投加量对吸附亚甲基蓝效果的影响。结果表明,当亚甲基蓝质量浓度为10 mg·L⁻¹、pH为5.0、多元LDHs投加量为40 g·L⁻¹时,多元LDHs对亚甲基蓝的吸附效果最佳,45 min内的去除率可达98.00%,120 min内基本完全去除。X射线衍射(XRD)表征结果表明,利用电炉原钢渣成功制备了多元LDHs;BET测试结果表明,多元LDHs的比表面积及孔容显著优于原钢渣。采用扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)技术对多元LDHs吸附亚甲基蓝前后形态特征以及关键官能团信息进行系统表征,结果表明,亚甲基蓝已成功吸附到多元LDHs上。吸附动力学研究表明,多元LDHs对亚甲基蓝的吸附过程中膜扩散和颗粒内扩散同时发生;吸附等温线拟合结果表明,该吸附过程符合Langmuir吸附等温模型;由热力学参数可知,多元LDHs对亚甲基蓝的去除为自发进行的、放热、以化学吸附为主的过程。以上研究结果可为电炉钢渣的资源化及其在亚甲基蓝废水处理中的应用提供参考。     

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.     

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。     

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...     

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。     

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.     

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Cd²⁺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Cd²⁺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Cd²⁺的吸附性能较差,且会发生脱附现象,不宜用作Cd²⁺的吸附材料;高碱度钢渣及其负载HAP对Cd²⁺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Cd²⁺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Cd²⁺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-灰岩人工湿地脱除粪便污水高氮素的实验研究

构建小试系统研究了钢渣-灰岩垂直潜流人工湿地对粪便污水中高浓度氮素的降解效果。同时比较分析了填料填铺方式和表层填料对钢渣-灰岩垂直潜流湿地降解粪便污水氮素效能的影响。结果表明：当原水氨氮在42.72～272.60 mg/L,总氮在107.40～689.35 mg/L内,钢渣-灰岩垂直潜流人工湿地出水氨氮和总氮浓度可分别达到13.57 mg/L和62.83 mg/L;从长期效果来看,大级配差的正反粒径混合填铺的填料结构更有利于钢渣-灰岩人工湿地保持氮素降解效能;表层的基质材料选择要充分考虑渗透性和复氧能力;钢渣不但对氨氮有吸附作用,而且为氨氮的挥发和硝化/反硝化作用创造有利环境;灰岩在钢渣协助下溶出钙离子以利于氨氮的阳离子交换,同时为铁自养反硝化菌和脱硫杆菌的自养反硝化作用提供碳源。