基于熔渣结构的多元渣系黏度模型

黏度是冶金熔渣的基本物理性质,其大小直接影响到反应速率、熔渣分离效果等冶炼过程.通过深入探索熔渣黏度与其结构的关系,在分析熔渣黏度与其(NBO/T)比值(即单个聚合物粒子所拥有的非桥氧数量)相互关系的基础上,本文提出基于(NBO/T)比值的多元熔渣黏度计算模型.首先建立SiO2–∑MxO简单渣系的黏度计算模型,通过拟合纯氧化物和SiO2–MxO二元渣系的黏度数据得到模型参数,拟合平均误差在9%~18.5%之间;随后将该模型扩展至SiO2–Al2O3–∑MxO多元渣系的黏度计算,针对Al2O3在熔渣中同时表现出酸性氧化物和碱性氧化物的特点,在计算SiO2–Al2O3–MxO三元渣系黏度时,将其中的Al2O3拆分为酸性物质和碱性物质来计算(NBO/T)比值和黏度活化能.在SiO2–MxO二元系模型参数的基础上,通过拟合SiO2–Al2O3–MxO三元渣系的黏度数据得到含Al2O3渣系的模型参数,拟合平均误差在10%~25%之间.利用该模型计算了SiO2–Al2O3–CaO–MgO–FeO–Na2O–K2O–Li2O–BaO–SrO–MnO多元复杂渣系及其子体系的黏度值,计算平均误差在25%以内,取得了较好的预报效果.本模型基于熔渣结构理论,并借鉴了经验模型的数据处理方式,在预报效果和适用范围上都优于传统经验模型,在计算方式上比结构模型要简单.

城市污泥蒸汽干燥和低温热干化技术比较研究

以处理规模为100t/d、湿污泥含水80%、干污泥含水40%的城市湿污泥为研究对象,横向对比了蒸汽干燥和低温热干化技术的能耗、运行成本等技术经济指标。结果表明,低温热干化工艺的单位生产能耗要低于蒸汽干燥工艺,约为蒸汽干燥的66.15%左右;对于无廉价蒸汽可用的项目,低温热干化工艺的单位处理成本比蒸汽干燥要低111.99元/t(湿污泥);对于有廉价蒸汽可用的项目(比如电厂),低温热干化工艺的单位处理成本比蒸汽干燥要高29.09元/t(湿污泥)。相对而言,干化项目若在垃圾焚烧厂或者火力发电厂内建设,蒸汽干燥要优于低温热干化技术。反之,干化项目若在污水厂内建设,低温热干化技术的优势要更明显。

熔渣粘度模型介绍及其预报效果比较

本文介绍了几种常用的简单黏度模型及其计算参数(Riboud模型,Urbain模型,Iida模型和NPL模型),结合文献中报道的黏度数据,考察了各模型对不同渣系的预报效果。结果表明:Iida模型只适用于SiO_2-CaO-K_2O和SiO_2-CaO-Na_2O等少数渣系,其计算出的黏度值相比测量值具有较大的正偏差。NPL模型对不含Fe的渣系能取得一定的预报效果,但都有较大的正偏差。Ribound模型对含K_2O、Na_2O的渣系预报效果要好于其它模型。urbain模型对常规的SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO四元系及其子体系预报效果较好,经Alex等人修正后的Urbain模型对SiO_2-Al_2O_3-CaO-FeO四元系及其子体系的预报都取得了很理想的效果。

危险废物富氧侧吹熔池熔炼与回转窑焚烧处置工艺的对比分析

针对目前国内采用回转窑焚烧工艺处置有机类危险废物存在高能耗、低作业率和二次污染等问题,提出了采用富氧侧吹熔池熔炼工艺处置危险废物的新技术。以处理规模200 t/d、平均低发热值3500 kcal/kg的有机类危险废物为研究对象,本文从工艺流程、技术指标、投资和运行成本等方面对比分析了两种工艺之间的差别。相比回转窑焚烧工艺,富氧侧吹熔池熔炼工艺的锅炉出口烟气量可降低约40%,单位设备投资增加5万元/(t·d^-1),单位物料处置成本降低约849.3元/t,环保效果和经济效益显著。

危险废物富氧侧吹熔池熔炼处置新技术

本文介绍了采用富氧侧吹熔池熔炼工艺处置危险废物的工艺流程和原理,并研究了原料低发热值、富氧浓度对生产的影响。研究结果表明,熔炼自热所需要的富氧浓度随原料低发热值的升高而降低,当低发热值超过4000 kcal/kg时,采用空气熔炼就能实现自热;在自热条件下,提高富氧浓度将导致氧气量增加、烟气量减少、系统投资增加、运行成本降低。

基于Rietveld全谱拟合的粉煤灰物相定量研究

以金红石型TiO_2为内标物,借助Maud分析软件,利用Rietveld全谱拟合方法对石景山电厂粉煤灰的物相组成进行了定量分析。分析结果表明,所分析粉煤灰中物相由非晶相、莫来石(Al_(2.4)Si_(0.6)O_(4.8)),赤铁矿(Fe_2O_3)、刚玉(Al_2O_3)和α-石英(α-SiO_2)组成,各物相的质量含量分别为:非晶相—63.2%,莫来石—29.4%,赤铁矿—1.0%,刚玉—3.8%,α-石英—2.4%。粉煤灰中非晶相与莫来石是粉煤灰的主要物相组成。

重毒性铅污染土壤清洁高效修复研究进展

在介绍了铅元素污染背景、现状与危害的基础上,对土壤中铅的来源、赋存形式及其提取方法进行了详细介绍.结合土壤修复技术研究现状,对三大修复方法如物理、化学及生物修复法进行了系统综述,并从效率、适用性、经济性等方面评估了3种修复方法的优势与劣势,发现化学修复最适合重毒性铅污染治理.随之对化学淋洗法和固定化/稳定法作了详细介绍,探讨并评价了不同种类淋洗剂和固化剂的修复机制、修复效果、适用性和应用前景等.最后对未来重毒性铅污染土壤清洁高效修复提出了展望,修复方法应尽量减少对土壤的破坏;对高铅污染土壤来说联合修复技术的发展是土壤修复富有潜力的发展方向;应当尽可能地确定铅污染土壤修复机制,实现定向修复;同时应加强多功能复合材料的研发.

基于修正的(NBO/T)比值的黏度模型

针对传统的(NBO/T)比值计算方法在熔渣黏度预报上的不足,研究氧化物对熔渣聚合度的影响规律,修正了(NBO/T)比值的计算方法,计算结果反映了黏度随(NBO/T)比值变化的基本趋势.提出了一个基于修正的(NBO/T)比值的黏度预报模型.利用该模型预报了CaO-SiO2-Al2O3三元系、高炉渣CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元系和CaO-SiO2-Al2O3-RO(R2O)体系的黏度值,预报效果比传统的Urbain模型和修改后的Iida模型要好.该模型能有效预报CaO-SiO2-MgO-Al2O3-R2O(K2O或Na2O)体系黏度值.

矿物棉纤维的非等温析晶动力学研究

利用差热分析仪和X射线衍射仪研究了矿物棉纤维的析晶行为.矿物棉纤维的差热曲线上存在两个重叠的析晶峰.X射线衍射结果和扫描电镜分析结果表明该矿物棉在高温下析出两个结晶相:钙镁黄长石和钙长石,前者的析晶温度范围为850～920℃,后者的析晶温度范围为880～1 010℃.利用Ozawa方程和修正的Kissinger方程分析了两个析晶相的析晶机理和析晶活化能.钙镁黄长石的Avrami指数n为0.682,属于表面析晶机理,与扫描电镜观察到的结果相吻合;扫描电镜观察到钙长石生长方式为三维生长方式;计算得到钙镁黄长石和钙长石的晶体生长活化能EG分别为248 kJ.mol-1和347 kJ.mol-1.

高炉渣和粉煤灰制备矿渣纤维试验研究

根据CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO-Na2O-K2O多元体系的液相线温度和黏度的计算结果,以高炉渣和粉煤灰为原料,用喷吹法转型制备了矿渣纤维。热力学计算结果表明,混合熔体制备矿渣纤维是可行的。经过1450℃时的喷吹实验,高炉渣比例为80%~60%时获得了细长、均匀的棉絮状高质量矿物棉纤维。系统研究了高炉渣配比、喷吹温度、喷吹压力等因素对纤维直径的影响。1450℃时,当高炉渣比例从20%增加至60%时,纤维平均直径从18.08μm降低至6.03μm;当高炉渣比例从60%增加到80%时,纤维平均直径为5~7μm,单纤维平均拉伸强度约为1085 MPa;但是当高炉渣比例>80%时,喷吹产品以玻璃球为主。喷吹温度越高,喷吹压力越大,获得的纤维直径越小。从实际生产的角度出发,控制高炉渣比例为60%~80%,喷吹温度控制在1400~1500℃可以获得高质量的矿物棉纤维。

SiO_2-Al_2O_3-CaO-MgO四元矿渣棉体系的表面张力测定与模型预报

表面张力是矿物棉生产的重要参数，直接影响到配料和工艺参数的选择.通过实验测量并建立模型预报系统研究了以高炉渣为主要原料制备矿物棉时熔体的表面张力.首先测量了SiO2（40%-60%）- Al2O3（5%-20%）- CaO（20%-30%）-MgO（5%）四元系的表面张力，其值处于350-500 m·m^-1之间；然后结合文献报道的表面张力数据，利用人工神经网络技术建立了SiO2（35%-60%）-Al2O3（5%-20%）-CaO（20%-45%）-MgO（0-10%）四元渣系的表面张力预报模型.该模型对成分范围内的表面张力预报平均误差为9.32%，预报精度较高，可以预报矿物棉熔体成分范围内的表面张力.