钒铁渣耐火浇注料的研制与应用

为了综合利用废弃的铝热法钒铁渣(其主要成分为Al2O3、CaO、MgO),全部以钒铁渣为原料研制了钒铁渣耐火浇注料。性能检测表明,该浇注料强度高,抗渣侵蚀性和抗热震性优异,加热永久线变化率也符合标准要求。该浇注料在攀钢炼铁厂高炉渣口流嘴和渣沟开展了现场试验,使用效果良好,寿命长。

钒钛磁铁矿铁、钒、钛一步分离试验

开展了钒钛磁铁矿钠化还原铁、钒、钛一歩分离试验研究,结果表明,碳酸钠对钒钛磁铁矿铁、钒、钛一歩分离效果较好,在有足量碳酸钠存在时,低价钒即使在还原性气氛下也能转变为可溶性的钒酸钠,增加碳酸钠用量,钒钛磁铁矿的金属化率及钒转化率均随之升高;提高反应温度,金属化率升高,钒转化率略有降低;在煤粉添加量15%、碳酸钠添加量24%、还原温度1100℃时,钠化还原-浸出-磁选工艺可实现铁、钒、钛的有效分离,得到铁粉、浸钒液和钛渣三种产物,铁、钒、钛的收率分别为95%、85%、52%;使用碳酸钙替换部分碳酸钠,仍可实现还原过程中铁与钒的同时转化,但相应的转化率随碳酸钙的增加而降低。

利用钒铁冶炼贫渣开发耐火浇注料试验研究

以钒铁冶炼贫渣为主要原料，通过破碎、粉磨等工艺制成粒度分别为10～4、4～0．5、＜0．5和＜0．045 mm 的原料，分析了贫渣的水化硬化性能，并按不同级配制备了贫渣浇注料，同时与现场使用的铁水罐用高铝浇注料进行了常温物理性能和抗高炉渣侵蚀性对比。结果表明：1）钒铁冶炼贫渣具有良好的耐火性能，同时具有良好的水化硬化特性。2）随着贫渣微粉掺加量的增加，贫渣浇注料试样强度明显增加；随着大颗粒骨料掺加量的增加，试样体积密度呈增长趋势；当试样配比（w）为粗骨料40％、细骨料30％、粉料10％、微粉20％时，具有最佳的综合性能，其物理性能和抗渣侵蚀性优于目前现场使用的铁水罐浇注料的，适合在现场推广应用。

半干法脱硫灰的综合利用途径探讨

半干法脱硫灰产生量巨大,处理和综合利用较困难。通过对半干法脱硫灰进行分解、替代生石灰或石灰石用于处理钛白废酸与其它废料一起制石膏基墙体砌块等三种半干法脱硫灰的综合利用工艺的对比分析,认为后两种利用途径工艺技术可行,能够解决攀钢钒的半干法脱硫灰提供可行性措施。

提钛炉渣-铁基全尾砂-水泥胶结充填体配比实验研究

为研究提钛炉渣替换水泥全尾砂胶结充填体的最佳配比及力学性能,以提钛炉渣(TBS)、铁基全尾砂(IFT)和水泥(P.O 42.5R)为实验材料,在分析该提钛炉渣的粒径级配组成、成分等物理化学特性的基础上,制备灰砂比1∶4、1∶6、1∶8和提钛炉渣掺入替换比为40%、50%、60%、70%、80%的充填体试样,测定了养护龄期分别为7 d、14 d和28 d时的充填体单轴抗压强度。实验结果表明:充填体的抗压强度与养护期龄正相关;相同养护时间下,充填体的单轴抗压强度随着灰砂比的增大而增大;随提钛炉渣替换比增大,充填体28 d强度先增大后减小;当提钛炉渣替换比为50%时,灰砂比1∶8、1∶6、1∶4的充填体28 d抗压强度分别为1.8 MPa、2.5 MPa、4.0 MPa,均超过未添加提钛炉渣的试块强度,表明掺入提钛炉渣对充填体的28 d强度具有明显的提升作用。研究结果表明,提钛炉渣可开发为矿山充填胶凝材料,从而降低矿山充填成本。

钛石膏墙体砌块的研制

以钛石膏、半干法脱硫灰、绿矾、水淬高炉渣等工业废渣为主要原料,通过原料预处理和配比优化,配制出轻质墙体砌块,性能检测表明:该砌块绝干抗折强度达到2.9MPa,绝干耐压强度达到9.7MPa,软化系数为0.60,达到了建材行业标准JC/T698-1998即石膏砌块标准规定要求。

提钒尾渣防脱碳涂料性能研究

以提钒尾渣为主要原料,选择合适的添加剂和粘结剂,可以配制出钢坯防脱碳涂料。试验结果表明,提钒尾渣防脱碳涂料在钢坯表面的涂刷性能、自剥落性能和对钢坯的防脱碳保护性能良好,涂刷该涂料后的重轨脱碳层厚度100%达到新标准要求。

绿矾制烧结原料试验研究

提出了绿矾焙烧制烧结原料和尾气回收制酸的绿矾资源综合回收利用路线,通过静态焙烧试验确定了绿矾的最佳焙烧条件和混合气体的组成,为工业化生产和应用提供了参考依据。

钒铁渣的胶凝性能及全钒铁渣浇注料的研制

将钒铁渣经破碎球磨制成比表面积分别为324、359、406、448 m^(2)·kg^(-1)的微粉,比较了它们与铝酸钙水泥CA-70的胶凝性能,发现比表面积为406 m^(2)·kg^(-1)的钒铁渣微粉的胶凝性能与铝酸钙水泥CA-70的相当甚至更优。在此基础上,研制了无水泥的全钒铁渣浇注料,主要研究了比表面积为406 m^(2)·kg^(-1)的钒铁渣微粉加入量对全钒铁渣浇注料性能的影响,并在高炉渣沟、下渣口流嘴、铁水罐开展了现场应用试验。结果发现:加入25%(w)钒铁渣微粉制备的全钒铁渣浇注料的各项性能均优于现场使用的高铝浇注料的,研制的全钒铁渣浇注料在现场应用试验中取得了良好的应用效果。

熔分炉耐火砖动态抗渣试验研究

针对熔分炉耐火炉衬在使用过程中侵蚀过快的现状,开展了镁碳砖系列(高碳、中碳、低碳)、铝碳化硅碳砖、镁砖、碳砖、奥尔砖、镁铬砖、碳化硅砖等的动态抗渣侵蚀试验,结果表明在熔分炉的冶炼条件下镁碳砖系列优于其它品种耐火砖,而镁碳砖系列中高碳镁碳砖更符合熔分炉的冶炼要求。

高钛高炉渣在混凝土中的作用机理

采用XRD、DTA、SEM和测定水化结合水量等方法研究了高钛高炉渣在混凝土中的作用机理。结果表明:高钛高炉渣掺入混凝土中,有利于混凝土形成细观自紧密堆积体系、加速水泥水化速率、发生"二次反应",促进混凝土强度发展;高钛高炉渣的"二次反应"一般发生在水化后期,掺入适量激发剂能在一定程度上加速高钛高炉渣的"二次反应"。

大掺量高钛型高炉渣实心砖的研制

首次将支持向量机算法应用于优化胶凝材料的组成,建立了胶凝材料组成与28 d耐压强度的数学模型,并成功应用于实践,试制出高钛高炉渣掺量达80%以上的MU15矿渣实心砖,为攀钢高钛型高炉渣利用提供一条新的途径。数学模型的建立也为今后高钛型高炉渣生产矿渣砖提供一条新的材料设计途径。

含TiO2工业渣在耐火补炉料中的应用

分析了含TiO2工业渣的物理化学特性,研究了在耐火补炉料中加入含TiO2工业渣后对材料的体积密度、强度、高温体积稳定性、抗熔渣侵蚀等性能的影响。结果表明:所选的含TiO2工业渣具有较高的强度和较好的耐高温性能,将其配加在耐火补炉料中替代部分镁砂,不影响耐火补炉料的基本性能,且有利于提高耐火补炉料的抗渣侵蚀性能。

二步法氧化焙烧工业绿矾工艺

为提高绿矾综合利用效率,实现节能环保生产,研究了二步法氧化焙烧工艺。第一步,对绿矾进行干燥脱水处理研究,通过对绿矾干燥脱水曲线及TG-DSC曲线的分析可知,绿矾前期干燥脱水的最佳温度为110℃,此时所得产物大部分为Fe SO4·7H2O;第二步,在不同温度下通空气对第一步的干燥产物进行氧化焙烧,研究了焙烧温度对焙烧产物回收率、残硫量、Fe化合形态及烟气中硫分布的影响,结果在800~900℃、气流量120L/h、恒温时间90min的条件下,最终所得焙烧产物的残硫量为0.33%,总铁（TFe）在60%以上,可以作为炼铁原料配加进入烧结矿,且烟气中的硫得到了回收。

复合钠盐法处理印尼某红土镍矿研究

针对印尼某红土镍矿的组成及结构特点,运用还原焙烧—浸出—磁选法综合利用红土镍矿。在配料中使用添加剂硫酸钠和碳酸钠改善还原焙烧性能,并考察了硫酸钠和碳酸钠配比(S/C)、配煤量、焙烧温度以及焙烧时间对镍铁精矿中镍品位以及镍回收率的影响。结果表明,当红土矿、硫酸钠、碳酸钠和煤的质量比为100∶14∶8∶8,焙烧温度为1 200℃以及焙烧时间为80 min时,可以得到品位为4.59%,镍收率为88.58%的镍铁精矿。该工艺流程能够高效富集红土镍矿中的Ni、Fe、Al等有价金属元素,实现了红土镍矿资源的高效综合利用。

高炉钛矿渣作混凝土掺合材技术研究

本文系统研究了高炉钛矿渣的细度、掺量、激发剂和胶凝材料用量对混凝土性能的影响规律。结果表明：高炉钛矿渣作混凝土矿物掺合材是完全可行的，高炉钛矿渣等量取代20～30％的水泥时，完全可以配制出C35以上的普通混凝土，其后期强度高于或相当于纯水泥基准混凝土，28天龄期时，每100Kg高炉钛矿渣对混凝土的贡献与80Kg水泥相当。为高炉钛矿渣的有效利用开辟了一条广阔的途径。

低温催化H_2还原Na_2SO_4制取Na_2S的研究

使用H2还原Na2SO4制得Na2S,试验过程中选择了过渡金属氧化物ZnO、V2O5、Fe2O3、α-纳米Fe2O3作为催化剂,在570℃、610℃、650℃三个温度点下分别考察了各自的催化效果.结果表明,α-Fe2O3(纳米)具有最优的催化效果,在其作用下,反应工艺条件为:反应温度610℃,反应时间80min,催化剂的合适用量是Na2SO4质量的0.75%,H2流量为0.57L/min,Na2SO4的粒径为-0.20 mm,此时反应转化率可达96.74%,得到的产品按GB10500-2009进行检测,其Na2S的含量高达93.51%,优于传统煤粉还原制得的产品.

钙法提钒尾渣的浮选脱硫试验

根据钙法提钒尾渣的矿物特性,采用浮选法分离其中的石膏以实现脱硫,分别考察了矿浆pH、矿浆液固比、捕收剂添加量及浮选中水循环次数等因素对浮选指标的影响,并进行了理论分析,确定了钙法提钒尾渣浮选脱硫的优选工艺参数。试验结果表明,在矿浆pH为7、矿浆液固比为5∶1、捕收剂添加量为0.6~0.8 kg/t的条件下,可获得w(S)低于0.3%、w(Fe)约为34%的富铁料,S脱除率可达95%,Fe回收率约为90%。

提钒尾渣远红外涂料性能研究

研究了利用提钒尾渣经过热处理和改性,作为远红外涂料的填料,替代钴系列黑色颜料,通过配比设计,配制出远红外涂料,经过性能检测和节能试验表明该涂料性能优异、节能效果显著,适用于中高温工业窑炉。

钒产品生产废渣的综合利用

介绍了钒产品生产过程中几种主要废渣的高附加值利用途径,既解决了废渣对周围环境的污染问题,又为企业创造了更大的经济效益。