干式还原法处理铬渣的机理及应用

采用干式还原法处理铬渣。在多级还原焙烧炉中于高温条件下,将过量的煤粉和铬渣混合后与O₂反应,经冷却、擦磨、磁分离后可得到铁精砂和处理后铬渣。介绍了干式还原法处理铬渣的机理和工艺参数。以3种铬渣试样进行应用试验,经多级还原焙烧—磁分离后,铬渣中的Cr（Ⅵ）质量浓度为0.05~0.18 mg/L,低于HJ/T301—2007标准中的要求（0.50 mg/L）,可作为建材原料加以利用。磁分离得到的铁精砂产品中铁的质量分数大于50%,铁回收率大于70%。目前设计的多级还原焙烧炉单炉处理铬渣能力为150 kt/a,标煤消耗为35 kg/t,处理成本约为60元/t。     

Evaluation and application of blast furnace slag as a mud cake modifier

The aim of this research was to reuse blast furnace slag (BFS) as a mud cake modifier (MCM) to improve the annular isolation quality in oil and gas wells. For the optimum formula of drilling fluid, the effects of MCM on the drilling fluid rheology were investigated. The relationship between the MCM addition and shear strength at cement–formation interface (SSCFI) was evaluated. The experimental results showed that the optimized formula of the drilling fluid has 1.0 wt% MCM and 0.5 wt% XY-27. The simulation results showed that SSCFI increased significantly with the addition of MCM. Based on the mechanism analysis of BFS as an MCM to improve SSCFI, it is found that the transformation of mud cake to agglomerated cake can be the main reason. The application results showed that the success rate of five wells reached 100%, and the rate of quality in cement was 100%. Especially, the average high quality rate of five wells reached 83.7%. Compared with conventional methods, the average high quality rate is increased by 32.6% points. This research provides a new way for sustainable utilization of BFS.     

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。     

氧化铝对煤矸石提铝废渣制备水玻璃的影响

以纯石英砂或煤矸石酸浸提铝废渣为原料,采用低温(850℃)纯碱烧结法制备水玻璃,考察了杂质Al2O3含量对原料中SiO2溶出率以及产品水玻璃模数的影响,通过电感耦合等离子发射光谱(ICP)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析(TGA)手段对原料和产物进行了分析和表征.结果表明,与纯石英砂为原料制备水玻璃相比,杂质Al2O3的存在降低了SiO2-Na2O体系的反应温度,但由于Al2O3会与反应体系中的SiO2和Na2O反应生成水不溶性的铝硅酸钠盐,导致实际可溶性SiO2的含量减少,降低了SiO2的溶出率和硅酸钠的模数.通过添加石英砂可控制提铝废渣中的A12O3含量低于5％,使提铝废渣中SiO2的溶出率达到90％以上,制得水玻璃模数达2.15.     

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。     

棕刚玉渣的硬脂酸湿法改性

以棕刚玉渣、硬脂酸为原料,在乙醇体系中进行机械力化学改性研究。分别研究了球磨过程中球料比、球磨时间、转速、硬脂酸用量、浆料浓度等参数对实验样品亲油化度、活化指数的影响。在最佳工艺基础上进行了正交实验,实验结果表明,适宜条件为硬脂酸用量3.5%,球料比4∶1,球磨时间30 min,球磨转速450 r/min,浆料浓度25%时,实验样品的亲油化度和活化指数分别达到46.8%和100%,且完全疏水。     

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。     

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％。     

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。