高炉渣资源化生产绿色建材的环境效益评估——基于生命周期的视角

高炉渣是钢铁厂高炉炼铁产生的矿渣,具有较高的资源化价值,可用于生产多种绿色建材产品。熔融高炉渣经水急冷后形成的粒化高炉矿渣,粉磨成矿渣微粉可作为水泥混合材和混凝土掺合料。以高炉渣资源化过程为研究对象,采用生命周期清单分析方法,并基于GaBi 4软件平台,对我国某建材企业综合利用高炉渣生产矿渣硅酸盐水泥和商品混凝土全过程的能源消耗、原材料消耗和温室气体排放进行了分析,进而从节能、降耗和碳减排三方面评估其环境效益。结果表明,与普通硅酸盐水泥相比,矿渣硅酸盐水泥可分别实现节约能源1 911 MJ/t(节能26%),降低原材料消耗1 158 kg/t(降耗27%),减少碳排放236 kg/t(碳减排26%);与复合硅酸盐水泥相比,矿渣硅酸盐水泥可实现节约能源352 MJ/t(节能6%),降低原材料消耗278 kg/t(降耗8%),减少碳排放47 kg/t(碳减排7%)。与不掺加矿粉的普通商品混凝土比较,掺矿粉的商品混凝土可实现节约能源97 MJ/m3(节能5%),降低原材料消耗7 kg/m3(降耗0.3%),减少碳排放12 kg/m3(碳减排5%)。高炉渣资源化生产矿渣硅酸盐水泥和商品混凝土具有明显的环境效益。     

水泥分解炉掺烧干污泥对NO_x排放的影响

针对水泥窑炉NOx排放问题,提出了在分解炉上采用掺烧干污泥对烟气进行脱硝的方法。通过在水泥分解炉进行实验,研究了掺烧干污泥对NOx的影响。实验表明,在保持CO浓度和含氧量在一定范围内相对不变的条件下,NOx浓度随着干污泥掺烧量增加而减少。在保持干污泥掺烧量、CO浓度在一定范围内相对不变的情况下,NOx排放浓度随着含氧量的增加而增加,表明在富氧环境下,NOx比较容易生成。在保持干污泥掺烧量、含氧量不变的情况下,NOx排放浓度随着CO浓度的增加而减少,说明在高温环境下,干污泥暴露在烟气中的碳不断与氧反应,加快了干污泥活性炭化的进程,并促使NOx不断被吸附。同时,NOx生成所需的氧被碳原子掠夺,从而使CO浓度增加,并抑制了NOx的生成。     

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。     

炉渣制光催化剂催化降解水中罗丹明B的研究

以废弃的钢铁冶炼炉渣为原料制备了光催化剂GN,并对其进行了X衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱、比表面积及孔径分布等物性测试,通过在三相内循环流化床光催化反应器中对罗丹明B废水进行处理,确定了GN的最佳光催化氧化条件.将GN与传统的光催化剂TiO2作比较,结果表明,GN不仅具备较高的光催化活性,而且成本更低,为钢铁冶炼炉渣的循环再利用提供了一种新思路,同时也为光催化氧化技术的工业化应用提供了一条新颖、经济、可行的途径.     

加热炉盘管的腐蚀与防护

加热炉通常采用原油或渣油为燃料,对炉管内流过的原油进行加热,以降低原油黏度,减少输送阻力.炉内盘管在高温及腐蚀性介质的作用下,常会发生腐蚀穿孔.对腐蚀发生的位置、原因进行了分析,并有针对性地提出了防护改进措施.     

球团竖炉工艺除尘用新型高效电除尘器

根据竖炉烟尘特点,提出电除尘器设计方面值得推广应用的新技术,如振打方式、振打锤形式、绝缘悬吊方式、供电方式等,力求实用。     

对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附机制及表面分形研究

研究了对硝基苯酚(p-NP)在高炉水淬渣(WBFS)上的吸附情况,用电镜扫描(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、比表面积测定仪(BET)等对高炉水淬渣的理化性质进行了表征.通过批量平衡实验,从动力学和热力学角度探讨了对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附作用机制.结果表明,吸附等温线能较好地用Freundlich模型来描述.ΔH和ΔS值分别为3.29 k J·mol~(-1)和4.66 J·(mol·K)~(-1),表明对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附是属于吸热熵增的过程,无化学键等强作用力.ΔG值随着温度的升高而逐渐降低,说明高炉水淬渣对对硝基苯酚吸附的自发性与温度呈正比.高炉水淬渣对对硝基苯酚的吸附可分为快速的表面覆盖和慢速的内部扩散吸附2个过程,整个吸附过程符合伪二级动力学模型.运用Freundlich吸附分形模型计算了不同温度下高炉水淬渣表面的分形维数D分别为2.78、2.80、2.84以及2.87,表明高炉水淬渣的表面确实存在着分形现象,温度越高,D值越大.     

高炉瓦斯灰(泥)中锌的萃取利用

我国南方数家钢铁厂瓦斯灰(泥)中含有具有利用价值ZnO。本法以瓦斯灰(泥)为原料,不需前期加工,用NH4Cl作萃取剂提取Zn制取活性ZnO。本法条件温和,较传统的酸法消耗少,腐蚀小,萃取剂可回用,所以成本低廉,加之国家有关优惠政策,使用本法利用瓦斯灰(泥)有较大的优势。     

石墨炉原子吸收法测定地表水中钒的方法探讨

钒具有生物活性,是人体所必需的微量元素之一。天然水中钒的含量很低,浓度大约为1-10μg/L。钒作为第一类污染物,上海市污水综合排放标准中对含钒污水的排放限值为2．0mg／L。文章探讨了用石墨炉原子吸收分光光度法测定水中钒的方法,具有灵敏度高、干扰少、重现性好、操作简便快捷、使用设备和试剂简单等优点。其方法检出限为0．002mg／L,RSD为1．4％,加标回收率在94．2％-103．0％,适用于地表水中痕量钒的测定。     

钢铁工业废气中的二恶英

二恶英具有"三致"毒性,是一种迄今为止发现过的最具致癌潜力的物质,即使在浓度很低的环境中人体也会发生诸多病变,国际癌症研究中心早已将其列入人类一级致癌物。对于钢铁行业,其主要产生于烧结和电炉炼钢两大生产工序;结合二恶英的性质及产生机理,对烧结、电炉炼钢、高炉炼铁等生产工序二恶英的产生情况进行了简要介绍。