利用铁尾矿高温改性钢渣的性能

研究了铁尾矿高温改性处理对钢渣体积稳定性和胶凝性能的影响,结合X射线衍射分析、扫描电镜观察和能谱分析等测试方法,对改性钢渣的矿物组成和微观形貌进行了分析.发现铁尾矿的高温改性显著降低了钢渣中游离氧化钙(f-CaO)的含量,提高了钢渣胶凝性能.铁尾矿掺加质量分数为20%和处理温度为1250℃时,钢渣中f-CaO的质量分数由4.84%降低至1.82%,降幅达到62.4%,28d活性指数比原始钢渣体系提高5.6%.铁尾矿掺量由10%增加至30%时,改性钢渣中相继出现镁蔷薇辉石、镁黄长石和钙镁辉石等硅酸盐矿相.高温改性过程促使RO相分解,RO相中的FeO转化为磁铁矿相(Fe₃O₄).      

改性钢渣气淬行为对消解f-CaO的影响

以钢渣为研究对象,选取不同掺量(0%、15%、25%、35%)的高炉渣对其调质重构并进行高温气淬,研究气淬行为和重构渣对消解f-CaO的影响。结果表明:气淬行为利于消解钢渣中f-CaO,并且气淬完全的钢渣粒度越小,消解效率越好;经过XRD和矿相分析,发现钢渣经过气淬之后,矿相成分为玻璃质物相,以及RO相、硅酸二钙、方镁石等。     

EDTA络合滴定法测定钢渣中游离氧化钙

在测定钢渣中游离氧化钙(f-CaO)含量的实验中,选择乙二醇溶液浸取钢渣中游离氧化钙,用EDTA络合滴定法测定其含量。实验中分别考察了乙二醇萃取液用量、萃取温度和恒温振荡时间等对测定结果的影响,并选择已知含量的分析纯氧化钙来修正钢渣中游离氧化钙含量,进而消除溶液稀释及钢渣试样中含有的Fe2+、Al3+、Mn2+等二价金属氧化物相(RO相)对测定结果产生的影响。测定了不同渣系中f-CaO含量,普通钢渣f-CaO含量约为6.95%;气淬渣不同粒径时游离氧化钙含量差异较大:粒径≥2 mm的f-CaO含量为6.82%,粒径为1~2 mm的f-CaO含量为2.63%,粒径为0.6~1 mm和0.15~0.6 mm的f-CaO含量分别为1.85%与1.65%;热焖渣与水淬渣中f-CaO含量低,其值分别为0.55%与0.65%。测定结果的相对标准偏差(RSD)均≤3%,符合测定标准。     

冷却方式对钢渣中f-CaO显微形貌及含量的影响

采用扫描电子显微镜和化学分析方法对三种不同方式处理的钢渣中f-CaO的显微形貌及含量进行分析研究,试验结果表明,钢渣中弥散型f-CaO主要形成于C2S和C3S初晶、RO相形成和C3S分解等过程,其数量多、分布广、粒径较小;缓冷渣中氧化钙的典型显微形貌为灰色圆粒状、薄膜状、细小长条状;气淬渣中氧化钙的典型显微形貌为灰色薄膜状和细小长条状;热焖渣中氧化钙典型显微形貌为细小长条状;冷却强度对钢渣中f-CaO含量影响显著,因此冷却强度最弱的缓冷渣中f-CaO含量达到了6.96％,而冷却强度最高、经过水解的热焖渣中f-CaO含量只有0.55％;前期冷却强度高、后期冷却强度弱的气淬渣中f-CaO含量为2.28％;降低气淬钢渣粒径,可降低渣中f-CaO含量,从而提高其综合利用价值.     

钢渣处理与综合利用技术

结合国内外钢渣处理与利用现状,分析评述了钢渣余热自解热闷工艺、浅盘热泼工艺、风淬工艺、水淬工艺、滚筒处理工艺等钢渣处理工艺,及钢渣作为钢铁冶炼熔剂、用作建筑材料、筑路材料、回收废钢、钢渣微粉等资源综合利用技术。建议在电炉氧化渣水淬工艺、高磷铁水冶炼脱磷处理及钢渣加工设备等方面加强研究和改进。     

不锈钢风淬渣非平衡凝固晶相偏离评价

不锈钢渣的风淬法处理是一种快速的非平衡冷却凝固过程。为了探究不锈钢风淬渣的结晶行为,通过Factsage计算钢渣平衡凝固过程,利用X射线衍射法分析AOD炉不锈钢风淬渣的主要矿物组成,采用扫描电子显微镜观察了其各自的微观形貌和分布。结果表明,随着钢渣颗粒粒径由大于4 mm减小到大于0.5 mm,结晶物相面积占比由36.28%降低到24.88%。同时,快速冷却会使平衡态下不稳定的Ca₃SiO₅分解受到抑制而使其保留下来。此外快速冷却会抑制晶体形核、生长,影响结晶度,玻璃体比例增大进而提高炉渣胶凝活性。通过控制风淬时气体流速(冷却速度)可以控制钢渣物相组成,改变钢渣的胶凝活性,改善钢渣的利用率。     

高炉渣对钢渣改性的物理化学基础研究

钢渣用作建筑材料时,由于其中含有大量游离氧化钙(f-CaO),稳定性较差,通常需要改性钢渣以提高其稳定性、胶凝性. 在对钢渣、高炉渣进行化学成分和矿物组成分析的基础上,对高炉渣改性钢渣的可能性进行了热力学计算,结果表明高炉渣中的SiO₂与钢渣中f-CaO反应,生成胶凝相,同时降低了钢渣中的f-CaO含量. 本文通过研究热态高炉渣改性钢渣,结合X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜及能谱分析等研究方法,对改性钢渣的矿物成分、f-CaO含量、黏度变化等进行了分析. 研究发现随着热态高炉渣配比量的增加,改性渣黏度缓慢增加,改性钢渣中f-CaO、RO相含量降低,改性渣的胶凝性能提高. 在1550℃下,钢渣中添加10%高炉渣时,改性渣中2CaO·SiO₂(C₂S)、3CaO·SiO₂(C₃S)含量显著提高,f-CaO质量分数降至1.64%,稳定性大大提高,符合建材化使用要求. 此外,进一步使用焦炭还原改性渣中的铁,轻松实现了渣铁分离,提高改性渣的易磨性.      

改质处理对钢渣矿物相转变和磷选择性浸出的影响

针对高碱度转炉钢渣,采用了选择性浸出法来分离含磷(P)的矿物相,以实现尾渣再利用。为了促进P在2CaO·SiO₂相中的富集及在稀酸溶液中的浸出,对转炉钢渣进行了重熔和改质处理,研究了钢渣矿物相的演变规律和各钢渣中主要元素在不同pH值时的溶出行为。结果表明：重熔处理后,转炉钢渣中P的溶出率显著升高,而金属元素的溶出被抑制。添加质量分数10%的Fe₂O₃改质可促进P₂O₅在2CaO·SiO₂相的富集,在pH=2时,改质钢渣中P的溶出率为91.1%,而Fe的溶出率仅为0.27%。浸出后的残渣主要由Fe₂O₃和CaO组成,P₂O₅含量极低,表明重熔改质处理可促进P的选择性浸出,且残渣可作为冶金熔剂再利用。     

宝钢钢渣微粉及其胶凝材安定性和相容性研究

在研究宝钢钢渣微粉的化学成分及其矿物相组成X射线分析的基础上,通过压汞法测定了矿渣微粉与钢渣微粉的孔结构数据,分析了钢渣微粉孔结构特性和分布情况,比较了矿渣与钢渣微粉显微的照片形貌;对掺30%钢渣微粉的钢渣水泥进行了压蒸法安定性试验;以不同厂家水泥为基准,并采用四种不同类别的外加剂,对掺加30%钢渣粉进行了凝结时间和强度、塑性扩张度等水泥及外加剂相容性对比试验,提出了宝钢钢渣微粉可以作为水泥混凝土掺合料利用的技术可行性。     

多种处理方式下转炉钢渣岩相结构分析

针对多种预处理方式下转炉钢渣出现的不同特性,采用岩相结构分析了解其微观性能。结果表明:热闷钢渣和闷泼钢渣化学成分相近,与风淬钢渣中的氧化亚铁、氧化铁和游离氧化钙含量差异较大,这与预处理方式关系密切。前两者中的硅酸二钙表面光滑且含量相近,而风淬钢渣只有前者的50%,大部分转变成了铁酸钙,其含量为前两者的3倍多。在胶凝性能方面,前两者仍然相近且较高,这与其含有较高的游离氧化钙和硅酸二钙有关,而风淬钢渣则下降较为明显。     

八钢公司发明专利

正专利名称:一种生产公路水稳层用料的钢渣改质工艺专利号:ZL2016010620224.1专利权人:乌鲁木齐市头屯河区八钢多经钢渣厂发明人:李玉新、赵旭章专利内容简介:本发明公开了一种生产公路水稳层用料的钢渣改质工艺,将炼铁的水淬处理渣在磁选线进行选铁以后,奖选铁后的炼铁水淬渣加入到盛装液态转炉渣的热闷渣渣池内,炼铁水淬渣的加入量为液态转炉渣的3%-7%,然后将加入炼铁渣的转炉钢     

基于物理激发的钢渣胶凝活性及机理

钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物。为了提高其胶凝活性,实现钢渣的资源化利用,以钢渣尾渣作为研究对象,采用机械研磨的方式激发钢渣尾渣的胶凝活性。依据相关标准,测试其3 d的活性指数和28 d的活性指数。结果表明,机械研磨有利于钢渣尾渣微粉的粒径减小与均匀性改善,但是研磨时间过长,会造成钢渣尾渣微粉的团聚,影响钢渣水泥胶凝材料的力学性能与胶凝性。当研磨时间为80 min时,钢渣尾渣微粉能较好地充填于水泥胶砂体系中,其含有的活性物质3Ca O·Si O2、2Ca O·Si O2水化后生成大量的C-S-H凝胶,其钢渣尾渣胶凝活性最高,即3 d胶凝活性指数为66.24%,28 d胶凝活性指数为73.56%。     

影响鞍钢转炉渣安定性的矿物相研究

由于鞍钢转炉钢渣存在体积安定性不良等问题,严重制约了钢渣的再利用途径和范围。采用扫描电子显微镜的X射线能谱仪等手段观察了鞍钢转炉渣的矿物形貌,测定了矿物的元素成分,并对不同时期转炉渣中f-CaO与f-MgO的含量进行化学分析,以明确f-CaO、RO相和f-MgO等对钢渣安定性的影响规律。结果表明:1)鞍钢转炉钢渣中主要矿物相为C2S、铁铝钙、镁铁相固溶体和少量C3S、f-CaO与f-MgO;2)鞍钢转炉渣中RO相的主要组织为镁铁相,质量分数为10%~20%,MgO/FeO的典型比例约为1∶2;3)鞍钢转炉渣f-CaO质量分数为2.08%~7.79%,f-MgO质量分数为0.16%~0.41%;4)微观形貌和化学分析结果均证明鞍钢转炉钢渣安定性的主要影响因素为f-CaO含量;5)游离氧化镁的单相组织极少,对转炉渣的安定性影响主要取决于RO相。     

低品位钢渣磁选粉在烧结工艺中的应用

钢渣磁选粉物相以硅酸三钙为主,其次为铁酸盐相、硅酸二钙、铁酸镁、RO相等;烧结配加2%的钢渣磁选粉替代钢渣粉时,混合料中3 mm粒级含量降低4%~5%,有利于改善料层透气性,烧结矿成分变化不大;钢渣磁选粉中的磷含量较钢渣粉少0.3%,虽然更有利于烧结使用,但仍会影响烧结矿和铁水磷含量,因此只能限制循环次数及使用范围。     

钢渣磁选粉生产直接还原铁的新方法

通过钢渣磁选粉特性基础的研究,提出了用钢渣磁选粉生产直接还原铁的新方法,并进行了理论解析和试验验证。采用还原焙烧-磁选的方法可以实现钢渣磁选粉生产直接还原铁,在还原温度为1250℃、C/0为0.8、恒温时间为20min的条件下,可以得到T.Fe含量94.34%、M.Fe含量92.86%、P含量0.146%、铁回收率为90.1%的直接还原铁。此研究为钢渣磁选粉合理高效利用提供理论支持和技术依据。     

钢渣磁选粉生产直接还原铁的新方法

通过钢渣磁选粉特性基础的研究,提出了用钢渣磁选粉生产直接还原铁的新方法,并进行了理论解析和试验验证。采用还原焙烧-磁选的方法可以实现钢渣磁选粉生产直接还原铁,在还原温度为1250℃、C/0为0.8、恒温时间为20min的条件下,可以得到T.Fe含量94.34%、M.Fe含量92.86%、P含量0.146%、铁回收率为90.1%的直接还原铁。此研究为钢渣磁选粉合理高效利用提供理论支持和技术依据。     

钢渣微粉生产工艺

介绍了根据钢尾渣原料的活性、易磨性进行的微粉生产工艺设计及钢渣粉磨工艺与高压辊磨机的特点。采用该钢渣粉磨工艺,可实现转炉钢渣100%处理率和钢铁厂钢渣的零排放;生产新型建材产品钢渣微粉;钢渣粉磨工艺系统可实现超过50%的节能效果。     

改性钢渣/橡胶复合材料导热性能及耐久性研究

利用自制钢渣助磨改性剂处理热闷渣、电炉渣与风淬渣,将改性后的钢渣微粉与炭黑、橡胶基体等复合形成改性钢渣/橡胶复合材料.采用导热系数仪,测定三种改性钢渣/橡胶复合材料热氧老化1、3、5、7、9、11 d的导热系数;根据Young’s与Flory方程计算出三种改性钢渣/橡胶复合材料热氧老化前后的接触角θ与交联密度;采用热重分析仪(TGA)、场发射扫描电镜(SEM)进行热氧老化前后分析.未热氧老化时,在三种改性钢渣/橡胶复合材料中改性电炉钢渣/橡胶复合材料的导热系数最低,为0.187 W·m^-1·K^-1,是因为改性电炉渣粒中位径(d₅₀)最小,即3.49μm,形成更致密的胶裹渣结构,不易形成导热通路,使其导热系数降低.热氧老化时,破坏胶裹渣结构,改性电炉渣/橡胶复合材料形成的孔隙大,分散性最好,降低界面热阻,更易形成导热通路,使其导热系数最高.热氧老化后,橡胶复合材料表面粗糙度变大且存在较长裂纹与较深孔洞,导致橡胶复合材料吸水性增加,接触角下降.由于改性热闷渣的粒径最大,在热作用下氧气更容易进入橡胶复合材料中与橡胶分子链(双键...     

马钢风碎渣制备干粉砂浆技术研究

采用马钢风碎工艺处理的钢渣,替代黄沙制备干粉砂浆。试验结果表明,在DM10的砌筑砂浆中,风碎渣替代黄沙的比例达到60%,同时可加入一定比例的钢渣微粉和粉煤灰,降低水泥用量。砂浆的稠度、分层度、凝结时间、28天抗压强度、干缩率以及安定性等性能指标均符合标准DBJ/T01-73-2003《干拌砂浆应用技术规程》的要求。     

碱度变化对电炉渣含铁组分回收率的影响规律

 电炉渣相对于转炉渣具有更多的高温余热和更低的含铁组分回收率,但目前还没有合适的处理方法利用其余热回收更多的含铁物质。试验以河沙为改质剂,采用熔态改质方法处理电炉渣,研究在不同改质剂掺量下电炉渣碱度变化对其含铁组分回收率的影响规律,并进一步采用XRD、SEM-EDS等手段分析其中的矿相和结构变化。研究表明,采用熔态改质方法,在电炉熔渣排渣过程中加入改质剂降低其碱度,不仅能够充分利用其余热,还能够提高熔渣固化后的铁质组分回收率和胶凝活性,是电炉渣排渣处理的一条新途径。当改质电炉渣碱度下降到1.6时,随着SiO2的增加,以三价铁形式存在的Ca2Fe2O5和以二价铁形式存在的RO相减少并消失,活性矿物Ca2SiO4和强磁性的MgFe2O4、Fe3O4、FeCr2O4等形成并增加,这有利于铁及铬、锰重金属的回收以及尾渣胶凝活性的提高。在碱度为1.3时,强磁性矿物数量和磁选物质含铁组分回收率达到最大值69.71%,铁品位提高了43.74%。当改质电炉渣碱度小于1.3时,磁性矿相逐渐转变为弱磁性的含铝尖晶石,铁组分回收率下降。