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。     

酸性氧化物对转炉钢渣的改性作用

分别研究了酸性氧化物SiO2、B2O3、P2O5对转炉钢渣中f-CaO的消解作用。实验结果表明,当SiO2、B2O3、P2O5掺加量与f-CaO摩尔质量比均为1∶3时,钢渣中f-CaO的质量分数由4.27%降低到0.5%以下。即SiO2、B2O3、P2O5可有效降低钢渣中f-CaO含量,提高其体积安定性。通过对改性钢渣的矿物相组成和微观形貌进行分析可知,改性剂不仅固定了钢渣中的f-CaO,还夺取了铁酸二钙中的CaO,生成了更多的C2S。通过对转炉钢渣进行改性,制备得到了低f-CaO、低铁酸二钙和高硅酸二钙的改性钢渣,由此更有利于其在水泥熟料中的应用。     

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.      

转炉渣中f-CaO的消解研究

转炉渣中的f-CaO（游离氧化钙）含量高会严重影响转炉渣的稳定性,从而影响其在建筑行业中的应用。攀钢基于碳热还原法开发了重熔还原技术,还采用了热闷技术以消解f-CaO,这两项技术均可使转炉渣中的f-CaO含量降低到3%以下,达到了建筑行业的标准要求。     

鞍钢转炉渣的性质及其堤式热碎工艺

转炉炼钢产生的炉渣,是制造硅酸盐水泥的宝贵材料。但其f-CaO含量较高,影响水泥质量。降低f-CaO的主要措施,是改进炼钢的造渣制度,提高石灰质量和操作水平,尤其要尽量避免用石灰作冷却剂。堤式热碎转炉渣,是一种符合鞍钢生产实际的较为先进的炉渣处理工艺方法。但在执行中要贯彻高温泼渣、喷水激冷的原则,以便尽量减少可能产生的C_3S(硅酸三钙)高温分解和β-C_2S(硅酸二钙)晶型转变,促进渣块碎裂,以利进一步加工。     

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。     

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).      

炉渣物相变化对“双渣+留渣”冶炼工艺脱磷的影响

通过扫描电镜等对"双渣+留渣"工艺冶炼时脱磷渣的微观结构和物相组成进行了观察与分析,并对部分炉渣进行了热处理,研究了炉渣物相变化对脱磷的影响。研究结果表明:脱磷率较高的A1~A3脱磷渣中物相主要由铁酸钙及复杂的硅酸盐液相(Ca_3TiFeSi_3O_(12)、Ca_(54)MgAl_2Si_(16)O_9)与固溶有磷酸钙的硅酸二钙固相(2Ca_2SiO_4·Ca_3(PO_4)_2、Ca_7(PO)_4(SiO_4)_2)组成,而脱磷率较低的A4脱磷渣的物相主要为液相,A5脱磷渣物相主要为MnFe_2O_4、MnV_2O_4、Ca_(12)Al_(14)O_(33)等,两者几乎没有发现富含磷的硅酸二钙固相;热处理前后A3脱磷渣物相变化不大,A4脱磷渣变化较大,热处理后物相变为灰色液相和白色树枝状RO相;"双渣+留渣"冶炼工艺脱磷期炉渣中含有较多未溶解的CaO,而脱碳期炉渣中未溶解的CaO含量较少,脱磷炉渣物相中形成固相硅酸二钙颗粒对加快脱磷反应起重要作用。     

铁合金文摘THJ0742—0772

作者研究了电硅热法生产金属锰的废渣的相组成和结构。渣样是在工业熔炼时的渣罐中取出的。认为硅酸二钙的各种同质多品变体的比例取决于炉渣成分及其冷却条件。以前认为硅酸二钙在0—1600℃下有6种变体,现在认为有5种、即α,α′_H、α′_L、β、γ。不稳定的单斜晶形β—Ca_2SiO_4在405℃时转化为正交晶形γ—CaSiO_3,同时体积扩大12%。所以炉渣冷却时,由于发生了β→γ转化,变成了细弥散状。X 射线影图研究渣粉表明,γ—Ca_2SiO_4、α和α′—Ca_2SiO_4、MnO 是其中的主要相。图示了废渣的显微     

钒钛磁铁矿高炉冶炼的炉渣性质与钒氧化物还原关系

根据承钢高炉炉渣含钒高的特殊性,为了提高钒的还原收得率,研究高炉炉渣性质与钒还原的关系。研究结果表明:在炉渣碱度R12、MgO含量10%左右、Al_2O_3含量14%左右、TiO_2含量9%以下、炉渣温度1 500℃左右条件下,有利于钒还原;增加渣中V_2O_5含量,炉渣熔化性温度降低,但对炉渣黏度影响不明显。     

采用还原焙烧回收烟尘中的锌铅工艺研究

针对生产富锰渣过程中所产生的含锌铅烟尘回收困难的问题,提出还原焙烧挥发回收工艺。以国内三种含锌烟尘为原料,对焙烧温度、焙烧时间以及料层厚度等工艺参数进行了探讨和优化。结果表明：在含锌烟尘：还原煤：石灰=100：50：2．5,温度1200℃下还原焙烧90min后,挥发渣中的锌含量都小于0．5％,铅含量都小于0．1％,而锌和铅的挥发率分别超过97％和98％。实验证明,通过还原焙烧含锌锰烟尘可有效地回收原料中的锌和铅。     

高浓度含氟含磷化工废水处理

对采用电石渣和粉煤灰处理高浓度含氟含磷化工废水的方法进行了实验研究，考察了电石渣用量、搅拌反应时间、接触时间等因素的影响，同时确定了粉煤灰的吸附容量．实验结果表明，采用电石渣混凝沉淀─-粉煤灰过滤工艺处理高浓度含氟含磷化工废水，处理后氟、磷及其它各项指标均达到国家排放标准．该方法不仅除氟除磷效果好，而且是以废治废．因此，是同时除氧除磷的一种经济有效的方法．     

煤粉灰分成渣特性对高炉喷吹煤粉性能的影响

通过FactSage热力学分析软件对喷吹煤粉灰组分的成渣特性进行预测,并且对直吹管内煤粉及喷枪堵塞物取样,进行微观分析,得出以下结论:1)高炉喷吹煤粉结渣特性皆由碱性物质引起,并且与成渣四元系CaO-Al2O3-Si O2-MgO中的CaO含量正相关;2)为保证成渣特性温度在1 650℃,CaO含量在CaO-Al2O3-SiO2-MgO成渣四元系中不超过10%;3)尽可能在保证烟煤、瘦煤等变质程度较低煤粉的粒度74μm的情况下,减少2μm的微粒颗粒含量。     

唐钢高炉粉尘提取铁、锌的实验室研究

对唐钢高炉粉尘进行基础特性研究,包括XRF分析、化学成分分析、粒度分布、XRD（X-ray dif-fraction）检测.探讨了还原温度（910℃和980℃）以及还原时间（2h和4h）对高炉粉尘金属化率和脱锌率的影响.实验结果及分析表明,该实验条件下的最佳工况为：还原温度980℃,还原时间4h,相应的高炉粉尘还原状况较好,其中,瓦斯灰的平均金属化率为92.07％,平均脱锌率为94.04％;瓦斯泥平均金属化率为87.39％,平均脱锌率为94.90％.     

含钴铜水淬渣还原熔炼综合回收研究

以焦炭和粉煤为还原剂,分别研究了还原温度、还原剂配入量、还原时间对渣中钴和铜的回收率的影响。实验结果表明,以粉煤为还原剂进行还原熔炼时,铜和钴的回收率较高。当还原温度为1300℃、粉煤配入量15%、还原时间1 h、石灰加入量3%~5%时,钴和铜的回收率分别为97.06%和93.42%。     

疏松型粉煤灰硫酸水热浸出法提取铝

以内蒙古某电厂疏松型粉煤灰为研究对象，采用硫酸水热浸出的方法提取粉煤灰中的铝，在分析粉煤灰成分、形貌和物相的基础上，研究浸出温度、浸出时间、硫酸浓度、硫酸用量工艺参数对铝提取率的影响，通过X射线衍射对浸出渣的物相进行表征。结果表明，在浸出温度为180 ℃、浸出时间为4 h、硫酸浓度(质量分数)为61%、硫酸用量为理论值的3倍的条件下浸出粉煤灰，铝的提取率可达88%以上。该工艺具有浸出温度低、硫酸浓度低、铝提取率较高等特点，对疏松型粉煤灰的开发利用具有实际意义。     

Processing Ash and Slag Wastes from Thermal Power Stations. Part 2

For existing coal-fired power plants, current methods of utilizing ash and slag waste may be considered in addressing new environmental and economic risks. However, for new power sources, environmental considerations are much more important in selecting the coal-combustion technology. Technology based on a circulating fluidized bed is sometimes cited as the most promising approach to environmentally sound coal combustion. It permits significant decrease in emissions of sulfur and nitrogen oxides beyond the boiler, but is of no help in processing ash and slag waste. For waste disposal, a different approach is recommended for new plants or the upgrading of coal-fired plants: instead of coal combustion in a gas flux or a fluidized bed, combustion in bubbling slag melt. Such methods are described. The basic characteristics of pulverized-coal combustion and combustion in slag melt are compared. Two basic approaches to the development of coal-based power generation are proposed: coal combustion with supercritical steam parameters; and gas generation with a hybrid (steam + gas) power-generating cycle based on gasification of solid fuels. The electrical efficiency of steam-based plants may be increased from 30–36 to 44–45% with supercritical steam parameters; and to 50–55% when using a hybrid steam–gas cycle. The proposed industrial system for coal gasification in slag melt increases the overall electrical efficiency. The environmental and economic efficiency of carbon gasification is demonstrated. It is simple to produce components from slag by casting. The cast slag–coal components are of considerably higher quality than analogous cement–sand components with added fly ash. The ease of switching from one type of casting to another permits rapid response to market demand.     

冶金熔渣保温剂的保温性能研究

以熔渣的"热"和"渣"高附加值的双利用为出发点,对熔渣保温剂的保温性能进行了研究,结果表明当膨胀珍珠岩为15%、焦炭粉为10%、粉煤灰为75%,保温剂厚度为34mm时保温剂保温效果最佳,保温剂表面温度为335℃。并通过在唐钢中厚板厂1号120t转炉上的现场实验验证,该保温剂保温效果良好,与没加保温剂相比温降速率降低了约6℃/min,在整个运输过程中热能损失量减少了8.52kgce/t。     

锰系合金渣用于生产矿棉的试验

介绍了以锰系合金渣为原料生产矿棉的试验,结果表明锰渣是较好的制棉原料,成棉率高。要生产出高品质的矿棉,渣液温度应在1300～1500℃之间、MnO含量为6％～16％、酸度系数为0．8～1．6。     

高炉灰与转炉灰微波协同处理提取锌、铁有价组分

为了最大程度地发挥高炉灰与转炉灰的经济价值, 提高冶金固废资源利用率, 以高炉灰和转炉灰为原料, 采用微波法还原高炉灰与转炉灰中Zn、Fe等有价值元素并对其回收。此法利用微波热扩散均匀、升温速率快的特性, 大大降低反应时间, 同时还充分利用粉尘中的C进行自还原反应, 无需外配。通过正交实验探究不同因素对脱锌率的影响, 寻找还原Zn、Fe的较优条件; Zn提取完成后, 采用磁选法提取还原渣中的Fe。结果表明: 高炉灰和转炉灰配比为7:3, 还原温度区间为950~1 100℃时, 混合灰中的C可将Zn、Fe完全还原; 正交实验得到Zn脱除率因素由大到小顺序为还原温度、保温时间、料层高度、水分; 脱Zn较优工艺条件是: 还原温度1 100℃, 保温时间40 min, 料层高度0.5 cm, 水分含量为10%, 此时Zn脱除率为99.37%;还原渣经磁选后Fe回收率可达92.04%, 可作为铁精矿返回炼铁工序使用。