Activity of Reducing Steel Slag of EAF

Reducing steel slag （RSS） was mainly acquired from five electric-arc furnace （EAF） steelmaking plants （among them, the products of two plants were carbon steel and those of other plants were stainless steel） for research tests. The chemical properties, compound compositions, activities and contents of main expansive compounds were tested. The results showed that the field sampled RSS had a very high crystallinity and hydraulicity with main chemical compositions close to those of Portland cement. It can be known from the study that in case of C/S ratio higher than 2.0, the main compound compositions are C2S, C3S, C2F and f-CaO. However, after the RSS was stored for six months, an obvious variation occurred with potential pre-hydration in RSS, where the SO3 content was slightly reduced and the compressive activity index was obviously higher than that at the 28th day.

铜渣贫化回收铜的研究现状及展望

铜是现代工业不可或缺的原材料,然而我国铜资源对外依存度高,是典型的“卡脖子”资源。铜主要通过火法冶炼铜精矿制得,冶炼过程渣量大、渣含铜量高达0.5%~5%,远高于我国铜矿的可采品位(0.2%)。因此,研究铜渣贫化回收铜的工艺对提升我国资源保障能力具有重要意义。基于铜/铜锍在渣中的赋存状态、铜损的主要形式,重点综述了现阶段铜渣贫化回收铜的工艺技术,包括火法贫化法、浮选法、湿法处理等,并对未来的研究重点进行了展望。目前,电炉贫化处理量大,技术成熟,但其通常使用煤炭等作为还原剂,由于其密度小于铜渣,反应时大多漂浮渣层表面并燃烧,反应不充分,也不利于大气环保。另外,工业上常使用金属铁棒还原炉底结瘤的磁铁矿,但其密度大于铜/铜锍,在渣液中沉降速度快,对渣层的还原不彻底。因此,开发环保、高效的还原剂逐渐成为火法电炉贫化研究的重点。浮选法是处理天然铜矿的常用手段,但铜渣存在硬度高、伴生关系复杂、粒度分布不均、微细粒多等浮选难点,同时铜渣高温浮选导致捕收剂失活的问题也亟待解决。在处理低品位铜渣时,湿法浸出是常用手段,但化学试剂和废液环保问题难以解决;生物浸出具有性质稳定、对环境无污染,且浸出后金属含量较低等优点,但其浸出周期长、效率低。根据目前贫化工艺的难点,对未来贫化工艺开发与优化进行了展望,如增加外场聚集四氧化三铁以改善铜/铜锍沉降环境、开发环保高效的火法贫化还原剂、探究还原剂对不同铜渣渣型的作用机制以及开发耐高温的铜渣浮选新药剂等。

还原介质对镍渣直接还原提铁的影响

如何从富铁镍渣中高效提铁是该资源综合再利用的关键。本文采用焦炭和烟煤作为还原剂,对镍渣进行直接还原提铁试验研究,对比两种还原剂在镍渣还原过程中产生有效还原介质的差异,借助热力学软件对不同还原介质的还原能力进行热力学分析,然后通过试验及表征研究两种还原剂对镍渣还原过程金属化率变化及微观结构演变的影响。结果表明:烟煤含有的高挥发分会产生CO-H_(2)混合的还原介质,而焦炭则主要以CO还原介质为主;热力学分析结果表明,CO-H_(2)混合气对铁氧化物的还原能力优于纯CO。镍渣还原焙烧试验结果显示,使用烟煤作为还原剂,1 300℃下还原20 min,镍渣球团的金属化率可达90.20%;而采用焦炭作为还原剂时其金属化率仅达到72.97%,烟煤对镍渣的还原能力优于焦炭。

硫酸盐还原菌修复四川某典型铜矿选冶渣复合重金属污染研究

为实现铜矿选冶渣复合重金属污染的修复治理,以四川某铜矿选冶渣为研究对象,采用硫酸盐还原菌为固化/稳定化微生物,探讨了其生长特性、溶液中重金属离子变化规律及修复效果。结果表明,硫酸盐还原菌在修复铜矿选冶渣时生长迅速,适合作为修复复合重金属污染的微生物;由于铁、锌、铜、铅等重金属活性差异较大,因此其固化效果亦有显著差异;修复30 d时,重金属Cu、Pb、Zn、Fe的最佳接种量分别为5%、10%、15%和15%,生物有效性降低率分别为72.36%、98.37%、43.01%和79.31%;随着固化时间的增加,溶液中重金属离子的浓度先增后减,但并不影响其修复效果。因此,硫酸盐还原菌可同时修复多种重金属离子,有效解决某铜矿选冶渣中铁锌铜铅的复合重金属污染。

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。

废炭渣协同二次铁铝渣无害化处理

企业通常采用湿法冶金工艺回收退役锂离子电池中的有价金属,在回收过程中产生废炭渣和二次铁铝渣,其中,二次铁铝渣因含有较多镍、铜等重金属,属于重金属固废,需对其进行无害化处理。基于“以废治废”的理念,本研究提出将二次铁铝渣和废炭渣协同处置,经脱硫、还原焙烧和熔融分离回收有价金属。结果表明,随着焙烧温度提高及脱硫时间延长,二次铁铝渣中剩余硫含量均逐渐减少、脱硫率均逐渐提高。当焙烧温度为1300℃、反应时间为2.5 h时,渣中剩余硫含量为0.068%、脱硫率为99.31%;经还原焙烧、熔融分离后,镍、钴、铜、铁的回收率分别为69.43%、74.52%、79.05%、79.29%;对熔渣进行浸出毒性检测,得到浸出液中铜、镍含量分别为0.013、0.984 mg/L,远低于GB 5085.3—2007限定值,实现了对熔渣的无害化处理。

钡渣处理与综合利用现状及发展

我国是碳酸钡生产大国,其生产过程中产生了大量的钡渣,属于危险固体废物.该文通过对国内外钡渣生产的污染现状和理化特性的介绍,结合文献资料,对有关钡渣处理利用的无害化处理、资源化利用、综合减量化等3个方面进行综述,并对其优缺点进行了分析.基于此,该研究以“以废治废”为思路,提出以废物协同处理为主要手段的未来综合发展方向,实现钡渣资源利用的环境效益和经济效益最大化,有效避免环境污染和资源浪费问题,以期为我国钡化合物环保、循环、绿色的处理处置技术应用提供参考.

1000 MW超超临界双切圆燃烧锅炉结焦与高温腐蚀防控研究

针对一台1000 MW超超临界双切圆锅炉结焦及水冷壁高温腐蚀问题,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)表征分析了锅炉结焦及高温腐蚀机理,结果表明:煤中钠、钙的赋存降低了煤的灰熔点,造成锅炉结焦;硫化物型高温腐蚀是该锅炉高温腐蚀的主要类型。通过配煤掺烧及配风调整对入炉煤质、燃烧器配风方式的优化发现,选用低硫低结焦性煤进行混配,能够有效缓解炉内结焦问题。同时,锅炉总风量的提高与燃烧器二次配风的合理调整能有效降低炉内还原性气氛浓度,缓解炉内高温腐蚀问题。通过数值模拟方法对锅炉腐蚀倾向的预测结果表明,炉内热角区域需要通过加设贴壁风或水冷壁喷涂等方式进一步预防高温腐蚀。

碱矿渣水泥基材料的干燥收缩及减缩技术研究进展

碱矿渣(AAS)水泥是以矿渣为原料在激发剂作用下形成的具有高强、高耐久性、环保的胶凝材料,被认为是普通硅酸盐水泥的潜在替代品,但其较大的干燥收缩是制约其应用和推广的主要原因。如何通过合理有效的减缩技术将AAS水泥基材料的干燥收缩控制在合理范围内,是实际工程应用中需要解决的问题。本文系统地回顾了国内外学者关于减轻AAS水泥基材料干燥收缩技术的研究现状。然后,综述了纤维,外加剂,激发剂种类、掺量和模数,矿物掺合料,养护条件和内养护等对AAS水泥基材料干燥收缩的减缩效果。最后,提出了目前对AAS水泥基材料减缩研究中存在的不足以及后续的研究方向。

生物炭协同微生物修复四川某铜矿选冶渣重金属复合污染研究

为了解决四川某选冶渣多重金属复合污染问题,采用生物炭固化微生物试验和吸附动力学试验,研究生物炭与微生物的协同作用对多种重金属的修复效果、多种重金属在生物炭表面的吸附动力学行为。使用傅里叶红外光谱(FTIR)与扫描电镜(SEM),探究生物炭基团强化微生物修复重金属的界面机理。结果表明,在厌氧气氛下,硫酸盐还原菌(SBR)和嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(At.f,pH=5.0)以体积比3∶2混合,接种量为20%,生物炭添加量10%,固化30 d后,选冶渣中铁、锌、铜、铅和铬的生物有效性降低率分别为98.37%、90.32%、90.81%、96.52%和100%,吸附动力学试验表明反应过程是化学反应。傅里叶红外光谱与扫描电镜分析表明,重金属与生物炭表面羟基和羧基等基团反应,以沉淀的形式将Zn、Cu等重金属固化/稳定化,降低其生物有效性。

提升水泥矿渣粉中钢渣掺入量的探索与应用

钢渣具有潜在的水硬性和火山灰性,可以作为混合材用于矿渣粉和水泥生产。但钢渣中游离氧化钙含量高,胶凝性和体积膨胀率等化学性能较差,加之其硬度大和易磨性差等特点,造成钢渣在水泥粉磨中的占比很低。基于长钢公司钢渣掺入量现状,分析钢渣掺配比例提升的主要影响因素,并针对性地提出改进措施。经实践应用表明,采取相关钢渣掺配比例提升措施后,解决了钢铁生产过程中可回收物料的处置问题,降低了水泥的生产成本,实现了较好的社会效益和经济效益。

降低废杂铜冶炼渣含铜研究

某厂以300 t固定式阳极炉冶炼高品位废杂铜,产出的炉渣含铜率较高,在25%~35%之间,因缺乏炉渣冶炼回收装置,只能将这些炉渣直接折价对外销售,导致冶炼生产中铜损失较大。为了降低冶炼炉渣的含铜率,在分析该厂原料杂质成分和含量的基础上,结合铜冶炼原理,选择合适的渣型,试验不同造渣剂在冶炼时对渣含铜率的控制情况,最终探索出一种有利于控制渣含铜率的复合造渣剂。在工业生产试验中,分别从渣型选择、氧化时间、渣温控制、保温时间、造渣剂配比等方面对生产操作工艺进行优化,最终实现了将渣含铜率控制在18%以下的目标,可大幅减少炉渣销售损失。

内养护集料、减缩剂与膨胀剂协同提升UHPC材料体积稳定性

研究了内养护集料、外掺减缩剂、减缩剂与内养护集料复合及减缩剂、内养护集料以及膨胀剂协同对超高性能混凝土(UHPC)工作性能、力学性能,尤其是体积稳性能的影响。结果表明:高钛重矿渣砂、外掺6%膨胀剂和外掺0.5%减缩剂能够显著提升UHPC体积稳定性,可以满足佛山市富龙西江特大桥的技术要求。此外,探明了4种方案对UHPC体积稳定性能的影响规律,并提出了UHPC体积稳定性能提升机理。

石膏与矿渣配比及减水剂掺量对超硫酸盐水泥的影响

通过设置4组石膏与矿渣的配合比,通过抗压抗折测试确定出石膏矿渣掺量的最优比例,实验结果表明:最优掺量为石膏22%,矿渣73%,水泥熟料5%,熟石灰0.5%;在此基础上确定水胶比为0.5时,采用常温下蒸汽养护,研究不同的减水剂掺量对超硫酸盐水泥强度的影响。结果表明:在水胶比0.5时,减水剂掺入量为0.8%时7天、28天抗压强度最大,在实验结论的基础上分析其强化机理。

府谷县镁渣堆场对土壤pH的影响调查研究

府谷县作为我国最大的金属镁生产基地,采用皮江法炼镁过程中产生了大量的金属镁还原渣被堆存和填埋。通过对府谷县11家金属镁企业的镁渣堆场进行了土壤pH调查测试研究,发现镁渣长时间堆存对土壤pH值有一定的影响,渣场周边土壤pH碱化趋势明显,深层土壤碱化趋势高于表层土壤,重度碱化土壤所在位置与污染迁移途径明显相关。

PS转炉渣含铜影响因素分析及应用

针对PS转炉生产中转炉渣含铜控制存在的问题,分析了转炉渣含铜的影响因素,结合生产实践将转炉吹炼一周期冷料率控制在20%以下,并进行冷料分类处理。通过采取了两级静置放渣操作,即炉内静置(3~5)min,倒入6 m3渣包再静置(10~25)min;炉口一体浇铸等关键措施,使转炉渣含铜控制在5.5%左右。

优化粉磨对矿渣水泥性能的影响

研究不同粉磨方式,尤其优化粉磨对矿渣水泥性能的影响。结果表明:粉磨方式、矿渣掺量以及矿渣熟料粉比表面积会影响矿渣水泥的标准稠度用水量、凝结时间和胶砂强度;优化粉磨矿渣水泥的3d和28d强度分别与矿渣熟料粉比表面积及矿渣掺量有关;与传统42.5强度等级的复合水泥相比,优化粉磨矿渣水泥的熟料用量可降低约40%,大幅度降低水泥的碳排放量。

精炼渣挂壁熔融法研究

为了减少精炼渣对铂黄金坩埚的腐蚀,同时满足同步大批量精确检测精炼渣中各成分含量的要求,通过研究合金荧光检测国家标准,采用挂壁熔融的方法,将精炼渣放入熔融炉内制成熔融玻璃片后,再制作成标样,在X荧光检测分析仪上建立分析曲线,以此检测精炼渣成分含量。研究表明:采用优化后的检测方法分别测定国家标准样品和生产样品,检测结果与标准值相符,有较好的准确度、精密度,可以有效减少精炼渣对铂黄金坩埚的腐蚀,提高检测设备的使用寿命,检测耗时由手工检测的3~5 h减少到2 h以内,提高了检测效率。

基于精益六西格玛方法降低减渣蜡含量的研究与应用

优化项目开展研究时,全方位梳理了某公司原料预处理装置的减压单元,并借助精益六西格玛DMAIC流程,对减压炉及减压塔的关键特性控制指标进行研究分析,确定了影响减渣蜡含量的关键因子。项目应用后,减渣蜡含量降低至4.67%,超额完成目标值4.8%,且相关参数比较平稳,达到了预期效果。

一种水泥窑协同处置浆渣投加系统技术实践

华北区域某水泥窑协同处置固危废企业通过在三次风管浆渣落料点处增设无轴螺旋输送机,强化了由柱塞泵泵入的成股物料打散效果。该方案在不改变原有浆渣系统工艺路线前提下,通过三次风管浆渣落料点增加无轴螺旋输送机,起到浆渣物料入三次风管前重力缓冲和打散作用,并通过螺旋输送机的搅拌作用,将浆渣管道落料点原本成股成团的物料一定程度上摊薄,达到“薄料快烧”的工艺目的,进一步增强了浆渣系统和窑系统匹配。同时,浆渣热值控制范围也逐步由7 534~9 627 kJ提高到11 302~13 813 kJ,提高了浆渣投加系统的经济效益。实践证明,浆渣通过螺旋输送机打散后落料稳定,三次风管内落料点积料较少,窑工况波动小且分解炉节煤效果明显。