不同处理工艺下钢渣的铁相赋存状态及其对磁选粉收得率和尾渣胶凝活性的影响

钢渣中含有的金属铁及其氧化物是一种高附加值的可再生资源,同时钢渣又可以作为矿物掺合料用在建材行业中。钢渣经不同冷却处理工艺,物相发生演变,从而影响钢渣中铁的回收及尾渣的胶凝活性。为了提高钢渣中铁资源的回收和尾渣的有效利用,文中针对热泼、辊压破碎-有压热闷和辊压破碎-热泼3种不同处理工艺下的钢渣,利用岩相分析、X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜-能量色散谱仪(SEM-EDS)、化学物相选择溶解等手段对不同处理工艺下钢渣的铁相分布及富集状态进行研究,并测定其磁选粉收得率和铁品位,以及尾渣的胶凝活性。结果表明:热泼工艺下钢渣中金属铁更易富集沉积,铁相主要以FeO均匀分布在RO相和铁酸盐相中,相中Fe占比较少,磁选粉收得率较高,但铁品位较差,分别为32.22%和33.43%;辊压破碎-有压热闷渣中未见明显金属铁粒,但含铁相中Fe占比较多,磁选粉收得率低,但铁品位较高,分别为28.37%和37.12%;辊压破碎-热泼渣中,铁相主要以Fe2O3形式存在于铁酸钙相和硅酸盐相,相中Fe占比较多,且含有磁性铁Fe3O4,磁选粉收得率高,铁品位也高,分别为37.60%和39.69%。辊压破碎-有压热闷渣中C2S含量相对更多且发育较好,胶凝活性高,7d及28d活性指数分别为78%和92%;辊压破碎-热泼渣的7d活性指数较低,为66%,但28d活性指数增长到92%;热泼渣的胶凝活性居中。

钒渣焙烧过程钒元素价态变化特征探讨

综合利用光电子能谱及矿物分析仪,研究了钒渣及无盐焙烧阶段不同温度节点下的钒渣熟料的矿物组成及钒元素价态组成。结果表明:钒尖晶石、铁橄榄石和钙铁辉石含量随焙烧温度升高而下降,氧化铁、铁板钛矿、钒酸锰等矿物含量随焙烧温度升高而增加;随焙烧温度升高,钒渣逐步由以V^(3+)氧化为V^(4+)为主的边缘氧化向V^(3+)氧化为V^(4+)与V^(4+)氧化为V 5+共存的内部氧化过渡;钒尖晶石中钒的价态为V^(3+),氧化态钒尖晶石中钒的价态为V^(4+);钒渣及熟料矿物分析结果与钒元素价态分析结果之间一致性较好。

冷态钢渣水化活性激发研究现状及展望

冷态钢渣作为炼钢副产物,我国每年钢渣产生量超过1亿吨,截止2022年我国有超过0.7亿吨钢渣未得到有效利用。钢渣堆存不仅占用大量土地,而且对生态环境造成了严重威胁。钢渣的化学成分和矿相组成与水泥熟料相近,通过对其活性激发处理能够用作胶凝材料。本文分析了冷态钢渣的特性,综述了国内外关于陈化激发、物理激发、化学激发、热激发和微生物激发冷态钢渣的研究现状,并对冷态钢渣水化活性激发技术的发展进行了展望。

河北平山战国冶铁遗址初步调查

平山战国冶铁遗址位于河北省石家庄市平山县北白家岸村西侧,面积约47000 m^(2)。2022年7月对该遗址进行田野调查并获取炉渣、炉壁等冶金遗存。采用X射线荧光光谱分析仪(EDX)、扫描电镜及能谱分析(SEM-EDX)、金(矿)相观察等科学试验方法,对10个炉渣等样品进行检测分析,结合炉渣的化学成分和显微组织讨论该遗址的冶炼性质与技术特征。结果表明,该遗址为冶铁遗址,技术类型为生铁冶炼,炼铁渣属于钙硅铝系高钙炉渣。

含锌尘泥球团直接还原过程中渣相行为与固结强度关系研究

通过表征不同直接还原温度下碱性含锌尘泥球团外观形貌、物相组成、微观结构及抗压强度变化,并结合FactSage热力学计算,分析了碱性尘泥球团直接还原过程中渣相行为及其对球团固结强度的影响。结果表明,随着还原温度升高,碱性尘泥球团体积先膨胀后收缩,对应抗压强度也先减小后增加,碱性氧化物一直参与球团渣相的形成过程并最终形成复杂的含钙化合物渣相。固相反应是渣相形成的基础,其中间产物Ca 2SiO 4良好的固溶性促进了钙铁和钙镁低熔点物相的固相生成,铁氧化物的初步还原产物FeO有利于液相生成,促进球团中物相的迁移和重新排列,球团体积收缩,强度明显提高。

利用AMICS测试技术分析冶炼矿渣中Cu-Co元素的赋存状态

铜作为一种战略资源,是支撑经济社会发展的工业金属;钴在保障我国战略性新兴产业发展、保障国家能源资源安全方面有着非常重要的意义。采用矿物自动定量分析系统(AMICS)结合化学分析、化学物相、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)等多手段,系统地对某铜钴精矿冶炼渣进行工艺矿物学分析。在查明了矿渣的化学成分、组分组成、颗粒嵌布与结晶特征、粒度分布等关键信息的同时,对制约和影响其中Cu、Co元素提取利用的矿物学因素进行了分析。结果显示,经冶炼后的铜钴精矿渣组成现大多已不是矿物形态,而是由不同元素结合而成的“组分”;Cu元素的富集载体较多,主要以独立组分形式存在,而Co元素的赋存形式较为单一,且以类质同象替代形式为主。研究成果为矿渣的再利用提供理论参考依据,同时为同类型及相似类型的尾渣提供研究及利用思路。

采用固相还原法利用工业废渣治理铬渣

采用高温固相还原法,选用廉价工业废渣———鼓风炉渣M作还原剂,利用M渣中残余的C将铬渣中主要以Na2CrO4形式存在的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),实现对铬渣的解毒处理。研究了温度、反应时间、铬渣质量分数的影响,确立了实验优化条件,并对终渣的安全性进行了分析。结果表明:质量分数为23%的铬渣在1 350℃反应2 h,终渣中Cr(Ⅵ)浸出值仅为0.063 mg/L,远低于国标GB5085.3—1996规定限值1.5 mg/L,该方法简单、以废治废、解毒彻底,并利用终渣制备了高掺量废渣空心砌块,强度等级达到《GB 8239—1997普通混凝土小型空心砌块》MU7.5要求,可作建筑物承重墙使用,满足我国废渣治理大力提倡的无害化、资源化要求,成为铬渣处理处置的一种新途径。

氧化钒对钛酸铝材料结构及性能的影响

用阳极氧化法处理铝型材产生的超细含铝废渣和TiO2为主要原料通过固相烧结合成钛酸铝结构材料,探讨V2O5添加剂对钛酸铝(Al2TiO5)的纯度及微观结构的影响。用X射线衍射仪、扫描电镜及相关分析软件表征得到的Al2TiO5,结果确定V2O5最佳的添加量为1.0wt%,此时钛酸铝纯度为90wt%,晶粒发育完整,密度最高为3.10g/cm3,气孔率为9.8%,抗折强度为28.15MPa。

提高转炉渣体积安定性的实验研究

转炉渣具有高碱度的特点,当碱度大于2时转炉渣中的氧化钙将有部分以游离氧化钙(f-CaO)的形式存在。f-CaO是造成转炉渣膨胀的主要因素。在熔融态加入不同比例的高炉渣,结合SEM分析了熔融反应后产物的结构,采用压蒸法测定并分析对比了熔融反应前后转炉渣安定性的变化。实验结果表明,熔融态加入高炉渣可显著改善其安定性,冷却方式影响产物结构,对其体积膨胀率影响不大,为转炉渣的应用提供依据。

德士古煤气化工艺运行方式总结

在全面总结德士古气化炉试运行经验的基础上,进行了优化煤种配比和降低气化操作温度等新尝试。经过一段时间的摸索和考察,肯定了高、低灰熔点煤种的混配可降低入炉煤的灰熔点,保证气流床熔融排渣气化工艺的稳定运行;在低于煤灰熔融温度下进行气化并实施固态排渣工艺是可行和有效的,经十余年的运行,其经济效益明显。

木薯渣发酵饲料的工艺筛选

以木薯生产中产生的废渣为主要原料,以黑曲霉、绿色木霉和根霉R2为发酵菌种,优化木薯渣发酵生产菌体蛋白饲料的工艺。初步确定了木薯渣发酵的适宜条件,即液体菌种添加量为3%,氮源添加量为20%,发酵温度37℃,发酵时间为4 d,经试验验证,此发酵条件下发酵饲料中粗蛋白含量较高,可达到蛋白饲料对蛋白质含量的要求。通过处理木薯渣变为动物的饲料原料,不仅可充分利用淀粉工业的废弃物,有利于环境保护,而且可显著降低饲养成本,从而提高了木薯渣的利用价值和经济效益。

铬酸钙盐在酸碱溶液中的溶解行为

铬酸钙盐在酸碱溶液中的溶解行为和规律对高效提取铬非常重要,为此,对CaCrO4、CaCr2O7和β-CaCr2O4生成热力学条件进行了综合分析.在保持溶液酸度恒定条件下,研究了在不同酸度、温度条件下,CaCrO4与CaCr2O7在H2SO4和NaOH溶液中的溶解规律,并分析了CaCrO4在溶液中的赋存状态.研究结果表明,在850～950℃时,CaO与Cr2O3生成CaCrO4的趋势较大,增加氧势或渣碱度均促其形成.CaCrO4在H2SO4溶液中(30～50℃)溶解率随酸度提高而增大,酸度较高时(pH=1.92～4.07)溶解率可达100%,酸度较低时(pH=5.48～7.26)溶解率最低降至50%～55%;碱性溶液中,pH值由8.5增至12时,溶解率逐渐小幅提高.提高温度后溶解率平均增加2%～5%.CaCr2O7易溶于不同浓度的H2SO4溶液,在NaOH溶液中溶解率较高;CaCrO4溶于酸或碱性溶液,存在CrO24-与Cr2O27-的平衡.

基于模糊相对权重的燃煤锅炉结渣特性预测

基于模糊相对权重建立了燃煤锅炉结渣特性预测模型。该模型选取了软化温度、硅铝比、碱酸比、硅比、无因次炉膛平均温度及无因次切圆直径6项单一指标作为输入变量,以结渣程度作为输出变量。选取了17台锅炉作为标准模式。首先,通过计算模糊关联系数(FIC)和模糊关联度(FID)获得了各指标的模糊相对权重(FRW),然后将其应用6台锅炉结渣特性评判中。评判结果表明该模型是有效的。

马铃薯渣有机肥对土壤结构及芹菜品质和产量的影响

以"皇后"芹菜为试材,采用田间试验法,以不施肥为对照,研究了未发酵马铃薯渣、马铃薯渣有机肥、N-P-K复合肥对土壤结构及芹菜品质和产量的影响。结果表明:与对照相比,施用马铃薯渣有机肥可使土壤有机质含量增加2.58g/kg、全氮增加0.06g/kg、全磷增加0.03g/kg、碱解氮增加2.12mg/kg、速效磷增加10.11mg/kg、速效钾含量增加42.75mg/kg,对土壤全盐和pH没有显著影响;施用马铃薯渣有机肥可使芹菜株高、叶绿素含量、干物质量以及产量均显著高于对照及未发酵的马铃薯渣,叶绿素含量及干物质量显著高于N-P-K复合肥,说明马铃薯渣有机肥具有良好的肥效,能够促进芹菜生长。

高炉渣纤维非等温析晶动力学分析

采用差热分析仪及XRD衍射仪确定了高炉渣纤维的玻璃化转变温度、开始析晶温度及析晶相,并在此基础上结合Matusita-sakka方程研究析晶动力学,获得析晶动力学参数。结果表明：不同升温速率条件下高炉渣纤维的玻璃化转变温度为707~721℃,开始析晶温度为847~879℃;但热处理条件下高炉渣纤维的析晶温度700℃,主要是由于不同升温速率下造成温度滞后,同时随着温度的提高及在此温度长期作用下析出的主晶相为黄长石,以及少量钙长石和透辉石。高炉渣纤维晶体的生长因子m为3,表明晶体以三维方式生长,且析晶活化能约为347.287 k J·mol-1。

V^(5+)掺杂含钛高炉渣光催化抗菌材料的制备及抗菌性能研究

采用高温固相法制备了V5+掺杂含钛高炉渣光催化抗菌材料。以大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、腊样杆菌为实验菌种,以普通日光灯为光源,考察了菌种、掺杂量等因素对材料抗菌性能的影响。并采用XRD、SEM等方法对材料进行表征。结果表明:V5+掺杂含钛高炉渣光催化抗菌材料对白色念珠菌抗菌性能较好,并随掺杂量增大抗菌性能增强;用琼脂稀释法测得M IC为wV2O5=2.5%;抗菌材料经生理盐水和无水乙醇洗涤后重复利用其抗菌性能略有下降。

AOD渣中铬的短期淋溶特性

在固体废弃物淋溶毒性测试标准的基础上,采用静态实验方法研究淋溶时间、固液比、溶解氧和溶液初始pH值对AOD渣中Cr的短期淋溶的影响。实验结果表明,AOD渣使淋溶液pH快速升高、E和DO快速降低;Cr淋溶呈现快淋溶和慢淋溶2个阶段,24 h内Cr淋溶基本达到平衡;尽管固液比对AOD渣淋溶液中Cr3+浓度的影响较小,但考虑到Cr3+与OH-间的平衡反应,直接采用固体废弃物淋溶毒性测试标准会低估Cr的淋溶量,从而过低评价Cr的淋溶毒性;短期淋溶过程中,溶解氧对Cr淋溶的影响相对较小;与中性淋溶液相比,碱性淋溶液对AOD渣中Cr的淋溶影响较小。而在酸性条件下,延长淋溶时间、降低溶液初始pH值将显著增加淋溶液中Cr3+的浓度。因此,采用中性淋溶液评价AOD中Cr淋溶毒性将显著低估Cr的淋溶毒性。

脱硫渣制备高性能矿物材料的研究进展

概述了脱硫渣的特点及研究现状,阐明了脱硫渣制备高性能矿物材料的现实意义。系统介绍了脱硫渣在建筑材料、陶瓷材料、胶凝材料、回填路基材料、生态环境材料以及冶金助熔材料等方面的最新研究进展,从固体废弃物利用的角度指出了利用脱硫渣制备高性能矿物材料从而达到高值化利用的发展方向。

熔融态黄磷炉渣的综合利用现状

电炉法制备黄磷产生的工业固体废物——黄磷炉渣,属于化工废渣。黄磷熔融炉渣,根据冷却方式的不同,可分为水淬渣和自然冷却黄磷炉渣,我国主要是水淬渣。本文综述了黄磷炉渣用于微晶玻璃、水泥工业、硅钙肥、路基材料、陶瓷材料、白炭黑、玻璃材料、砖、稀土元素等领域,同时对熔融态黄磷炉渣出炉时温度高达1200～1300℃的热量充分利用进行了探讨,直接用来制造建筑装饰用微晶玻璃,达到保护环境和黄磷行业清洁生产的目的。

板坯连铸结晶器内渣/金界面非稳态波动行为

采用VOF法对板坯连铸结晶器内渣/金界面的非稳态波动行为进行研究,使用几何重建方案模拟连铸结晶器内渣/金界面的运动形态.分析了拉速、水口插入深度和倾角对连铸结晶器内渣/金界面波动的影响.结果表明,在浇注初期,渣/金界面的波动幅度较小;随着时间的发展,渣/金界面的波动幅度不断增大;达到动态稳定后水口附近的渣/金界面会出现不规则的锯齿状波动.漩涡的不稳定性是造成渣/金界面锯齿状波动的原因.随着拉速的增大,渣/金界面波动加剧;随着水口插入深度和倾角增大,渣/金界面波动减弱.