某固废资源综合利用项目产生水淬渣的危险特性鉴别研究

为明确某固废资源综合利用项目中产生水淬渣的危险特性,通过属性判断、腐蚀性鉴别、急性毒性初筛、易燃性鉴别、浸出毒性鉴别、反应性鉴别、毒性物质含量鉴别等手段对水淬渣是否具有危险特性进行鉴别。鉴别结果表明,在生产工艺不变、原辅料来源稳定、原辅料配比稳定且相关生产设备运行良好,生产工况稳定的情况下,鉴别对象水淬渣不属于危险废物,可作为一般工业固体废物进行管理和处置。

宝钢油井管水淬技术的开发研究

介绍了宝钢油井管水淬热处理技术的开发情况。其中重点介绍了水淬工艺及经水淬后钢管的平直度、硬度均匀性和机械性能。研究表明,宝钢油井管经水淬热处理后的内在质量达到世界先进水平。

水淬硅锰渣的机械粉磨特性

这是一篇矿物加工工程领域的论文。根据机械力化学原理,采用振动磨的方式对水淬硅锰渣进行粉磨,通过研究粉磨时间对水淬硅锰渣粉比表面积、粒度分布、活性评价等影响,并使用比表面积和激光粒度分析仪、XRD和SEM等表征方法对水淬硅锰渣粉的比表面积、粒径分布、难磨物相和颗粒形貌进行了探讨,同时也研究了不同粉磨时间的水淬硅锰渣粉作掺合料对地聚物抗压强度的影响。结果表明,随着粉磨时间延长,硅锰渣粒度分布逐渐左移,颗粒粒径逐步细化,石英相逐渐向无定形结构转变。从成本角度考虑,当粉磨时间为25 min、比表面积为1.8281 m^(2)/g时作粉煤灰地聚物掺合料时,28 d抗压强度可达26.79 MPa。并确定出难磨物相为直锰辉石晶体结构,以及不同的含锰物相。

水淬锰渣-炉渣-石灰石复合微粉的活性试验

研究了经过物理激发的水淬锰渣微粉和炉渣微粉活性指数,进而确定水淬锰渣、炉渣适宜的比表面积;采用石膏、生石灰、水玻璃3种激发剂对水淬锰渣、炉渣、石灰石复合微粉进行了化学激发试验;探讨单一激发和复合激发对复合微粉的影响。结果表明:物理激发微粉时,水淬锰渣的适宜比表面积为470 m^(2)/kg,炉渣的适宜比表面积为410 m^(2)/kg;化学激发复合微粉时,使用4%的石膏和1%生石灰作为复合激发剂对复合微粉激发效果最佳,7、28 d活性指数达到最高,此时复合微粉7 d活性指数为55.7%,28 d活性指数为78.3%,均满足《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046—2017)中S75等级标准。

旋流法熔渣水淬余热回收数值模拟研究

热炉渣及其余热的利用是钢铁工业面临的巨大挑战。如何回收熔渣中的余热,进行余热发电是节能减排、环保的重要内容。熔渣余热回收包括机械破碎法、鼓风法和离心法等,但热回收技术不成熟,均有缺点。为提高水淬法的热能回收利用、降低回收装置的占地面积、提高熔渣的冷却效率,本文通过Fluent数值模拟的方法,对旋流法熔渣余热回收装置进行研究,主要探究熔渣的放热情况、流动情况以及装置蒸汽产出。模拟结果显示,熔渣在旋流法反应器内停留时间可达约15 s,换热时间充分。捕渣网的设计可以加速熔渣在反应器内的沉降。同时由于水的比热和潜热巨大,对熔渣的降温速率可以达到水泥生产的玻璃态炉渣产品的需求。通过使用旋流法对50 t/h、1550℃熔渣余热进行回收利用,可以产生高达40 t/h、209.9℃过热蒸汽用以发电,产生的年收益可达51082万元,具有非常大的应用潜力。

水淬高炉矿渣还原性对高硫尾砂氧化过程的影响探索研究

尾砂是选矿厂在特定的经济技术条件下,将矿石磨细,选取有用成分后排放的废弃物,是我国排放量最大的工业固废。尾砂的大量堆存不仅会形成安全隐患,还会引起占用土地、污染土地和水体等问题。利用尾砂进行矿山充填是实现尾砂大宗量消纳处置的有效途径。高硫尾砂一般指硫元素含量大于8%的尾砂,由于高硫尾砂氧化生成的硫酸根达到一定浓度后就会对水泥的硬化过程有破坏作用,导致高硫尾砂在矿山充填中的利用率较低。找到抑制高硫尾砂氧化的方法是降低高硫尾砂环境污染、提高高硫尾砂充填利用率的途径之一。本文通过开展高硫尾砂氧化试验,对水淬高炉矿渣的还原性对高硫尾砂氧化过程的影响开展了探索研究,通过观察试验结果,结合理论分析和其他学者的研究成果,可以得出结论:①高硫尾砂在水中可以发生氧化反应,主要反应过程为黄铁矿(FeS2)等硫化物与水和水中的溶氧反应生成硫酸根和氢离子;②矿渣微粉对高硫尾砂的氧化过程有抑制作用,可以显著减缓水中高硫尾砂的氧化速率;③矿渣微粉具有还原性,还原性来源是高炉中的还原性气氛,还原性的物质承担者是其中低价态的硫;④矿渣微粉抑制高硫尾砂氧化速率的原因是矿渣中低价态的硫优先与水中的溶氧发生反应,降低了高硫尾砂中硫化物的氧化速率。

次氧化锌回转窑水淬渣固体废物属性研究及环境管理建议

研究了中南地区3家火法锌冶炼企业次氧化锌回转窑水淬渣的固体废物属性,从水淬渣产生过程和组分分析可排查易燃性和反应性两种危险特性,进一步实验分析表明,水淬渣不具有腐蚀性、反应性、易燃性、浸出毒性、急性毒性,按照最不利原则对水淬渣中可能含有的毒性物质采用最不利化合物计算出的毒性物质质量分数超过了《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》(GB5085.6-2007)的限值,在未对水淬渣中毒性物质种类和含量深入研究前,建议水淬渣按照危险废物管理,其管理代码可按照“900-000-48”归类管理。

危险废物熔炼水淬渣的危险特性分析

以国内几家危险废物处置利用企业产生的熔炼水淬渣为研究对象,分析研究原料、产品和工艺流程,并通过采集100个熔炼水淬渣样品进行元素含量分析和危险特性测试,结合熔炼水淬渣的产生过程分析其危险特性的影响因素。结果表明,水淬渣的腐蚀性(pH值)7.39~10.38,浸出液中镍浓度最大占标率11.62%,其他无机元素及化合物浓度最大占标率均低于10%。原料中添加生石灰会造成水淬渣的腐蚀性(pH值)偏碱性,水淬渣浸出液中镍浓度与原料中重金属镍含量、以及焚烧过程中影响水淬渣对重金属固化效果的工艺参数的有关。

煤矸石加水淬渣对稀土氨氮废水的吸附性能探究

以改性的水淬渣、煤矸石作为材料,研究了煤矸石加水淬渣在不同条件下对稀土氨氮废水中氨氮的吸附性能的研究,讨论了水淬渣添加量、不同PH值、震荡时间、不同超声波作用时间去除废水氨氮在废水中的含量。结果表明:碱改性煤矸石与铁改性水淬渣吸附剂的重量比为1:1.5时对氨氮的吸附效果最佳,去除率最高是71.81%。水淬渣与煤矸石吸附剂混合对稀土氨氮废水中的氨氮吸附中,PH值越高,废水中NH4+与OH?结合形成NH?挥发掉,因此去除氨氮的效率呈递增趋势。水淬渣加煤矸石吸附剂对稀土氨氮废水中的氨氮吸附过程中,震荡时间为60min时,吸附最佳,去除率为69.40%;超声波120min时吸附最佳,去除率为76.24%。

火焰原子吸收光谱法测定鼓风炉铜熔炼水淬渣中铜的含量

试样在高温马弗炉中过氧化钠熔融,经盐酸浸取,于原子吸收分光光度计波长324.7 nm处测量其吸光度。干扰试验表明,样品中的其他共存元素均不干扰测定,铜的质量浓度在0.50~10.00μg/mL范围内与其对应的吸光度呈线性关系,相关系数为0.9995,方法检出限为0.029μg/mL,定量限为0.097μg/mL。采用试验方法对鼓风炉铜熔炼过程中的水淬渣铜含量进行测定,结果表明铜含量的测定结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)基本一致,相对标准偏差(n=11)为0.49%~1.87%。

新型熔渣水淬废气处理装置及方法

介绍了新型熔渣水淬废气处理装置的工艺流程及基本结构,能有效解决生产中熔渣水淬时产生的水蒸汽污染问题,同时,可将大部分水蒸汽就地冷凝成水返回到渣池内循环利用,降低水的消耗。与传统的水淬渣处理方法相比,新方法具有能耗低、节约用水、环境友好等突出优势,可以为企业带来可观的经济效益和环境效益,能更好地推动熔渣水淬废气处理方面产业化的发展。

利用高炉水淬矿渣制做墙体材料的研究

文章针对本钢水淬矿渣做细骨料制做多孔砖进行了研究,从化学成分、物理性能、碱活性等方面进行了分析,并对水淬渣多孔砖的技术性质指标进行了检测,其结果符合MU10多孔砖的技术指标要求,并成功应用于工程实践。这一研究在本钢冶金渣综合利用方面开辟了新的途径。

利用金川水淬镍渣尾砂开发新型充填胶凝剂试验研究

金川镍矿到2012年堆存镍铜炉渣3.3×107 t,每年还产出镍铜渣2.5×106 t。水淬镍渣提铁后每年排出1.25×106 t镍渣尾砂废弃物。利用冶金废弃物开发矿山充填胶凝剂,不仅可以实现废物资源化利用,而且还能够降低充填采矿成本,提高采矿经济社会效益。针对金川水淬镍渣尾砂所潜在的活性,采用机械活化和化学活化两种方式,进行了镍渣尾砂新型充填胶凝剂试验研究。研究结果表明,镍渣尾砂、脱硫石膏、电石渣、水泥熟料的最佳比表面积分别为620,200,200,300 m2/kg。化学活化采用脱硫石膏和电石渣为主激发剂,以硫酸钠和水泥熟料为辅激发剂,由此确定了镍渣尾砂掺量为85%,脱硫石膏、电石渣、硫酸钠和水泥熟料的复合激发最佳掺量分别为5%,5%,3%和2%。外加0.156%的PC高效减水剂,配制成胶砂比1∶4,料浆浓度为79%的充填料浆,7 d和28 d充填体强度分别达到2.9,6.3 MPa,满足金川矿山安全采矿对充填体强度要求。由此可见,开发的新型充填胶凝材料可以替代水泥应用于金川矿山胶结充填采矿。

炼铜反射炉水淬渣工艺矿物学

采用XRF,XRD,SEM-EDS,M?ssbauer及金相显微分析等对炼铜反射炉水淬渣进行了工艺矿物学研究.结果表明,渣中含铜1.06%(ω),主要以冰铜存在;全铁量为36.41%(ω),Fe_2SiO_4占53.5%(ω),Fe_3O_4为32.5%(ω),Fe_2O_3为14.0%(ω),且铜、铁、硅矿物紧密共生,呈细粒不均匀嵌布.热力学分析表明,在CaO和O2存在条件下,硅酸铁转化为磁性氧化铁的趋势较大.采用浮选回收铜-高温脱硅-磁选分离铁的选冶工艺处理炉渣,当磨矿细度-0.074mm含量从75%增加到95%时,一次粗选铜回收率从18.6%增至39.02%,粗选精矿铜品位为4.6%.炉渣在CaO/SiO_2摩尔比0.9、1350℃氧化30min、10K/min缓冷速度下脱硅后,经破碎、磨矿、磁选,铁回收率为71%,铁精矿品位达62%.

激发剂对金川水淬二次镍渣胶结料强度的影响

以脱硫石膏和电石渣为主激发剂、硫酸钠和水泥熟料为辅助激发剂,与金川公司镍冶炼渣熔态还原提铁后产生的水淬二次镍渣制成胶凝材料,再按胶砂比为1∶4与棒磨砂制成质量分数为79%的胶结料,着重考察激发剂用量对胶结料强度的影响。结果表明,当胶凝材料中二次镍渣、脱硫石膏、电石渣、硫酸钠、水泥熟料的质量分数分别为85%、5%、5%、3%、2%时,胶结料的28 d抗压和抗折强度分别达到3.42 MPa和1.96 MPa,满足井下充填用胶结料的强度要求。XRD、SEM分析结果显示,在激发剂作用下,二次镍渣胶凝材料中的玻璃相和结晶态物质均可发生水化反应,水化产物主要为钙矾石和含Ca2+、Mg2+的硅(铝)酸盐凝胶。

Cu^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)在高炉水淬渣上的竞争吸附特性

利用等温吸附法考察了高炉水淬渣对Cu2+、Cd2+、Zn2+的单组分吸附和竞争吸附性能。结果表明,单一组分吸附时,金属离子吸附等温线属于"H"形等温线,吸附平衡符合Langmuir吸附等温模型,高炉水淬渣吸附的顺序为Cu2+﹥Cd2+﹥Zn2+,这与重金属离子电负性、水合离子半径及荷径比等有关。当加入竞争离子后,Cu2+的吸附等温线基本维持原来形状,且仍旧与Langmuir吸附等温模型比较相符,而Cd2+和Zn2+的吸附无法与现有等温吸附模型很好地拟合,等温线的形状由于竞争作用也与传统的等温线均不相同,同时各金属离子的吸附量都比单组分的吸附量降低了。吸附动力学过程先是一个快速阶段,然后进入慢速阶段。无论是单组分还是竞争条件下,伪二级动力学方程拟合结果较好,说明高炉水淬渣与Cu2+、Cd2+、Zn2+之间的吸附过程主要是以化学吸附为主。

对硝基苯酚和重金属在高炉水淬渣上的竞争吸附研究

以高炉水淬渣(WBFS)为吸附剂,对水体中的对硝基苯酚(p-NP)和重金属进行单一吸附和竞争吸附的研究,从吸附等温线、吸附动力学和热力学等方面分析其吸附特性和机理.结果表明:相对于p-NP,重金属离子在竞争条件下居优势地位,重金属离子对p-NP的竞争吸附作用依次为Cu^(2+)>Cd^(2+)>Zn^(2+).高炉水淬渣对p-NP的吸附符合Freundlich模型,而重金属离子的吸附与Langmuir吸附模型拟合较好,D-R模型计算的p-NP在各系统中吸附能量分别为-7.53、-7.07、-7.96以及-7.86k J/mol,表明高炉水淬渣吸附p-NP的过程中以物理吸附为主,而重金属离子则以化学吸附和离子交换为主.动力学曲线显示在二元体系下p-NP的吸附速率下降,吸附达到平衡的时间延长,而竞争组分的存在对Cu^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)达到平衡的时间基本无影响.高炉水淬渣对Cu^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)表现出更高的亲和力和选择性.无论是单一吸附还是竞争吸附,p-NP和Cu^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)均符合伪二级动力学方程.?G值随着温度的升高而逐渐降低,说明高炉水淬渣对p-NP和Cu^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)吸附的自发性与温度成正比,属于吸热熵增的过程.

水淬渣的胶凝活性及其形成机理

采用重新熔融水淬的方法制备不同水淬矿渣样品,综合进行净浆强度实验和碱溶出实验研究,借助XRD,DTA,TEM,SEM和EDX等分析手段,研究了矿渣形成过程、形成结构和胶凝性能之间的关系,并在此基础上探讨了矿渣潜在胶凝活性的形成机理.研究表明,在合适的排渣温度和冷却速度条件下,水淬渣能够形成分相结构,对水淬渣胶凝活性产生重要影响.分相矿渣具有富钙相和富硅相,富钙相的迅速溶解和富硅相的缓慢溶解是水淬渣水化过程中产生足够早期强度和发挥稳定后期强度的主要原因.由于玻璃分相的影响,排渣过程存在最佳工艺条件,即最佳的排渣过程能使水淬渣形成玻璃分相结构,从而具有最好的活性.

30Mn水淬钢调质热处理工艺的研究

测定了30Mn钢的CCT曲线和淬透性。研究表明,当冷却速度大于60℃/s时,能得到50%以上的马氏体组织,淬透性能满足Φ245mm×13.84mm以下油井管的要求。在此基础上研究了不同的回火温度、回火保温时间、淬火温度和淬火保温时间对30Mn钢组织性能的影响规律,制订了实验室条件下的调质热处理工艺,并进行了试验研究。结果表明,经此调质工艺处理后,材料的力学性能达到了API5CT标准要求。作为水淬钢种,30Mn钢可用来生产N80Q钢级的油井管。

高炉水淬渣对电镀废水中重金属和COD吸附的响应面优化

为了考察高炉水淬渣处理实际电镀废水中重金属离子和COD的可行性,分别研究了吸附剂投加量、p H、吸附时间以及温度等单因素对Cu^(2+)、Zn^(2+)或COD去除率的影响。在单因素实验的基础上,应用Box-Behnken中心组合方法进行三因素三水平试验,建立二次多项数学模型,并验证该模型的有效性。采用响应曲面法探讨吸附剂投加量、p H、吸附时间3个因子的交互作用及其最佳水平。结果表明:在吸附剂投加量为1.4g、p H为8、吸附时间为120min的最优化条件下,电镀废水中Cu^(2+)、Zn^(2+)和COD去除率达到最大,分别为99.35%、98.46%和53.63%。经对最优条件进行验证,预测值与验证实验平均值接近。吸附后废水中的Cu^(2+)和Zn^(2+)低于GB 21900—2008电镀废水新建企业污染物排放限值要求,而COD没有满足排放要求,所以仅应用高炉水淬渣吸附技术还不足以去除电镀废水中所有有害物质,因此可利用此技术作为辅助工艺,联合其他技术共同去除电镀废水中的重金属离子和有机物,使出水水质达到国家排放标准。