铁炉渣施加对稻田甲烷产生、氧化与排放的影响

为了阐明铁炉渣施加对稻田甲烷产生、氧化与排放的影响,采用静态箱-气相色谱法对对照(CK)、2 Mg/hm2(FeⅠ)、4Mg/hm2(FeⅡ)和8 Mg/hm2(FeⅢ)铁炉渣施加后稻田甲烷产生、氧化与排放进行了测定与分析。研究结果表明:观测期内,CK、FeⅠ、FeⅡ和FeⅢ样地甲烷产生量分别为0.06—8.87、0.12—8.28、0.15—7.84、0.17—7.82 mg·m-2·h-1,平均产生量分别为4.68、3.92、3.14、2.76 mg·m-2·h-1;甲烷氧化量分别是0.02—1.27、0.09—0.95、0.09—1.54、0.09—2.79 mg·m-2·h-1,平均氧化量为0.46、0.47、0.59、0.55 mg·m-2·h-1;甲烷排放分别是0.04—7.99、0.03—7.33、0.06—6.30、0.08—5.12 mg·m-2·h-1,平均值分别为3.11、2.29、1.76、1.59 mg·m-2·h-1。铁炉渣的施加降低了甲烷产生量和排放通量,提高了甲烷氧化量。

施加铁炉渣对福州平原稻田土壤养分动态的影响

为了阐明施加铁炉渣对稻田土壤养分动态及水稻产量的影响,以福州平原稻田为研究区域,采用原位采样与室内分析对铁炉渣施加后稻田土壤速效氮、速效磷、速效钾、有效硅、微生物量碳、溶解性有机碳、土壤交换性钙、交换性镁以及水稻产量进行测定。结果表明,对照,2,4,8Mg/hm2铁炉渣施加样地速效氮含量平均值分别为7.90,10.85,16.61,8.96mg/kg;速效磷含量的平均值分别为3.13,4.57,5.06,5.54mg/kg;速效钾含量的平均值分别为141.37,136.99,141.77,141.17mg/kg;有效硅含量的平均值分别为329.66,920.63,1 093.41,1 294.58mg/kg;交换性镁离子含量的平均值分别为0.046,0.053,0.048,0.040cmol/kg;交换性钙离子含量的平均值分别为0.032,0.033,0.045,0.046cmol/kg;微生物量碳含量的平均值分别为523.64,719.19,669.49,623.91mg/kg;溶解性有机碳含量的平均值分别为210.49,260.31,263.49,259.67mg/kg。施加铁炉渣增加了土壤速效氮、速效磷、有效硅、微生物量碳、溶解性有机碳和土壤交换性钙的含量,但对土壤交换性镁和速效钾含量的影响不显著,与此同时还增加了水稻产量。可见,铁炉渣可作为与特定肥料施加结合的有效土壤改良剂。

稻田土壤理化特征与甲烷排放对铁炉渣施加响应

采用静态箱-气相色谱法对CK、2Mg/hm2(Fe I)、4Mg/hm2(Fe II)和8Mg/hm2(Fe III)铁炉渣施加后稻田甲烷排放及其环境因子进行了测定与分析。研究结果表明:观测期内,CK、Fe I、Fe II和Fe III样地甲烷排放量平均值分别为4.19、3.28、2.50、2.08mg/(m2.h);CK、Fe I、Fe II和Fe III样地土壤三价铁含量平均值分别为4.21、5.55、8.93、9.88mg/g;盐度平均值分别为0.62、0.84、0.79、0.93mS/cm;pH平均值分别为6.75、6.94、7.05、7.17;温度平均值分别为23.76、23.82、23.92、24.03℃。铁炉渣的施加显著增加了稻田土壤三价铁含量、盐度和pH值,但对土壤温度的影响不显著。三价铁、盐度和pH的升高可能是铁炉渣降低稻田甲烷排放的主要原因。

铁炉渣在稻田土壤养分改良中的应用

为了阐明铁炉渣施加对稻田土壤养分的影响,以福州平原稻田为研究区域,采用铁炉渣原位施加方法,对其施加后稻田土壤养分的变化进行了测定与分析。研究结果表明,对照、2、4、8 Mg/hm2铁炉渣施加后土壤速效氮、速效磷、交换性钙、有效硅含量分别为(8.33±1.48)、(11.50±1.64)、(14.07±2.39)、(16.06±2.91)mg/kg;(3.35±0.40)、(3.78±0.46)、(4.63±0.75)、(7.22±1.06)mg/kg;(0.032±0.008)、(0.033±0.005)、(0.045±0.012)、(0.046±0.018)cmol/kg;(329.66±47.12)、(920.63±167.44)、(1 093.41±446.99)、(1 294.58±688.85)mg/kg,土壤养分含量表现为随着铁炉渣施加量的增加而增大。除了受到铁炉渣施加后以养分形式的输入有关外,pH、土壤钙和硅含量的变化使得土壤氮磷养分的活化也起着重要作用。研究成果可为铁炉渣改良土壤技术在稻田土壤改良研究中的广泛应用提供实验和理论依据。

铁炉渣施加对稻田不同途径氧化亚氮通量的影响

为了阐明铁炉渣施加对稻田不同途径氧化亚氮通量的影响,采用静态箱-气相色谱法对对照、2、4、8 Mg/hm^2铁炉渣施加后稻田不同途径氧化亚氮通量进行了测定与分析.研究结果表明：观测期内,对照、2、4、8 Mg/hm^2铁炉渣施加后植物体传输氧化亚氮通量为-0.020 4～0.033 4、-0.038 9～0.052 3、-0.062 3 ～0.094 4、-0.035 1～0.080 2 mg/（m^2·h）,平均值分别为0.005 9、-0.013 9、0.017 7、-0.000 1 mg/（m^2·h）.扩散传输为-0.032 3～ 0.069 9、-0.015 5～0.037 2、-0.023 1～0.067 1、-0.035 2～0.032 4,平均值分别为0.020 6、-0.003 1、0.005 3、-0.001 6 mg/（m^2·h）.气泡传输为-0.073 6～ 0.033 4、-0.025 7～0.084 2、-0.045 6～0.068 9、-0.080 1～0.0802 mg/（m^2·h）,平均值分别为-0.014 7、0.000 2、0.012 5、-0.011 7 mg/（m^2·h）.铁炉渣的施加对不同途径氧化亚氮通量的影响并不一致.

铁炉渣施加对稻田水养分动态的影响

为了阐明铁炉渣施加对稻田水养分动态的影响,对福州平原稻田不同铁炉渣施加水平下稻田水养分动态进行测定与分析。结果表明:对照、处理一、处理二、处理三样地稻田表层水中磷酸盐含量分别为657.3,622.2,546.8,474.1μg/L;铵氮含量分别为3.9,3.5,3.1,2.4mg/L;硫酸盐含量分别为82.8,69.1,66.0,69.6mg/L;溶解性有机碳含量分别为13.1,14.4,14.2,13.4mg/L。0-10cm土壤水中磷酸盐含量分别为135.4,141.7,161.1,201.4μg/L;铵氮含量分别为3.0,4.8,5.5,5.1mg/L;硫酸盐含量分别为84.6,59.1,81.6,70.6mg/L;溶解性有机碳含量分别为37.6,46.0,44.5,43.6mg/L。10-20cm土壤水中磷酸盐含量分别为68.6,100.3,113.8,141.6μg/L;铵氮含量分别为4.7,4.9,8.7,5.6mg/L;硫酸盐含量分别为81.9,75.1,62.8,60.0mg/L;溶解性有机碳含量分别为55.5,43.8,58.3,48.8mg/L。20-30cm土壤水中磷酸盐含量分别为138.0,156.1,166.6,188.6μg/L;铵氮含量分别为2.3,2.3,4.2,4.7mg/L;硫酸盐含量分别为78.6,61.5,70.2,73.3mg/L;溶解性有机碳含量分别为49.4,42.8,50.1,45.4mg/L。表层水中磷酸盐、铵氮和硫酸盐含量对照样地高于处理样地,0-30cm土壤水中磷酸盐、铵氮对照样地低于处理样地,硫酸盐含量高于处理样地,溶解性有机碳变化特征不明显。

铁炉渣在稻田水磷去除中的应用

为了阐明铁炉渣对稻田水磷去除的有效性及机制,在介绍了铁炉渣磷去除技术的基础上,重点以福州平原稻田为研究区域,采用原位采样与室内分析法测定并分析了铁炉渣施加对稻田水磷的影响,并探讨了铁炉渣施加对稻田水磷去除的有效性。结果表明,施加铁炉渣可有效地去除稻田水中的磷元素,并随着铁炉渣施加浓度从2 Mg/hm2增加到8 Mg/hm2,其对稻田水磷的去除效率逐渐增强。从水稻生长季平均去除效率看,8 Mg/hm2铁炉渣施加对稻田水磷的去除效率为27.8%;从时间变化来看,铁炉渣施加在磷含量出现峰值时对稻田水磷的去除效率最为明显;除了铁炉渣的物质组成和多孔结构调节稻田水磷去除效率外,pH和温度的变化也在控制铁炉渣施加对稻田水磷去除的效率上起着重要作用。研究成果可为施加铁炉渣去除磷技术在稻田水磷去除研究中的广泛应用提供实验和理论依据。

铁炉渣对稻田土壤甲烷传输释放的影响研究

为了阐明铁炉渣对稻田甲烷传输释放的影响,采用静态箱-气相色谱法,对对照样地和施加2、4、8Mg/hm2铁炉渣后稻田的甲烷传输释放进行了测定与分析。研究结果表明:观测期内,对照样地和2、4、8Mg/hm2铁炉渣施加稻田孔隙水甲烷浓度平均值分别为0.29、0.21、0.16、0.23μmol/L,气泡传输释放甲烷平均值分别为0.63、0.21、0.16、0.17 Mg/hm2,扩散传输释放甲烷平均值分别为0.07、0.12、0.07、0.09 Mg/hm2,植物体传输释放甲烷平均值为3.47、2.89、2.27、1.87 Mg/hm2。铁炉渣的施加降低了土壤孔隙水甲烷浓度、气泡传输和植物体传输释放甲烷量。

铁炉渣施加对稻田氧化亚氮通量的影响

为了探讨铁炉渣施加对稻田氧化亚氮通量的影响，采用静态箱-气相色谱法对对照样地（C K ）和施加2 Mg/hm2（Fe I）、4 Mg/hm2（Fe II）和8 Mg/hm2（Fe III）铁炉渣后稻田氧化亚氮通量的日变化、季节变化以及孔隙水中溶解性氧化亚氮含量进行了测定与分析。研究结果表明：观测期内，氧化亚氮通量日变化在分蘖期对照样地与铁炉渣施加样地差异不显著，成熟期对照样地与Fe III铁炉渣施加样地氧化亚氮通量差异显著（ P＜0．05）；季节变化通量分别为-84．77～358．83、-19．11～225．23、-59．09～171．17、-89．27～146．62μg/（m2＆#183; h ），平均值分别为36．09、28．54、26．97、12．14μg/（m2＆#183; h ），铁炉渣的施加降低了稻田氧化亚氮排放通量；不同处理稻田0～30 cm孔隙水氧化亚氮浓度的平均值分别为0．94、0．79、0．68、0．67 nmol/L ，表现为随着铁炉渣施加量的增加而减小。

铁炉渣对稻田土壤反硝化作用N_2O通量的影响

采用静态箱一气相色谱法对铁炉渣施用后稻田土壤反硝化作用N2O通量的动态变化进行了测定与分析。结果表明，0,2、4、8t·hm^-2铁炉渣施加样地N20通量分别-0．0035—0．0771、-0．0444-0．2136、-0．0720-0．2095、-0．0700，0．1592mg·m^-2·h^-1，平均值分别为0．0323、0．0879、0．0769、0．0449mg·m^-2·h^-1。施用铁炉渣并未对稻田土壤反硝化作用N20通量造成影响（P〉0．05）。

铁炉渣对磷的吸附与解吸特征的研究

研究采用室内分析法探讨了炉渣与水稻土对磷去除的影响。研究结果表明,基质对磷的吸附量表现为炉渣>土壤和炉渣混合>土壤,等温吸附特征符合Langmuir拟合模型;土壤和炉渣对磷的吸附量都是随着pH的升高而增加;随着温度的升高,炉渣和土壤对磷的吸附量均有增加;基质对磷的解吸量随着吸附量的增加而增加,并且炉渣作为基质时的解吸率较低,为3.5%,明显低于土壤的平均解吸率26%。炉渣可作为去除磷的有效的吸附剂。

铁炉渣在稻田甲烷减排中的应用

为了阐明铁炉渣对稻田甲烷减排的有效性及机制,在介绍了铁炉渣甲烷减排技术的基础上,重点以福州平原稻田为研究区域,采用静态箱法对铁炉渣施加对稻田甲烷排放的影响进行了测定并分析了甲烷减排有效性。结果表明,铁炉渣可有效地减缓稻田甲烷排放,并随着铁炉渣施加浓度从2 mg/hm2增加到8 mg/hm2,其减排效率逐渐增强,特别是对甲烷排放峰值的减排效率最为明显;除了铁受体调节稻田甲烷减排外,pH的变化也在控制甲烷排放的效率上起着重要作用。研究成果可为铁炉渣抑制技术在稻田甲烷减排中的广泛应用提供实验和理论依据。

X射线荧光光谱仪测定高碳锰铁炉渣中主次量成分

采用混合熔剂在1050℃熔融制备样片,应用X射线荧光光谱仪测定了高碳锰铁炉渣中Mn、Fe、SiO2、Al2O3、CaO和MgO 6个主次组分。以12个锰矿石标准样品建立曲线,确定仪器测量的最佳参数,研究了熔样的条件、校正模式。各元素的相对标准偏差(RSD,n=12)均小于5%,测定值与化学法测定结果相符。与化学法相比,该方法快速、准确、方便快捷,具有良好的精密度和准确性,可用于高碳锰铁炉渣的成分分析。

四氧化三铁在造锍熔炼铁橄榄石炉渣中的行为

造锍熔炼是火法炼铜的关键工序,通常采用铁橄榄石炉渣体系(SiO_(2)-FeO_(x)-MO,M代表金属)。系统讨论了四氧化三铁的性质、生成、溶解、析出、作用,以及危害与其消除方法等,并指出以往“在造锍熔炼中,四氧化三铁熔点高、黏度大,其生成将对造锍熔炼过程产生严重不利影响”这一观点是不全面的。在造锍熔炼中,四氧化三铁的生成及过饱和析出与温度、炉渣FeSiO_(2)质量比、体系中FeS和Cu_(2) S活度、SO_(2)分压等因素相关;Fe(Ⅲ)在炉渣中的溶解度决定于渣温。四氧化三铁过饱和析出于炉渣中后,炉渣黏度应按Einstein-Roscoe公式计算。此外,还对不同熔炼方法中炉渣温度和Fe SiO_(2)质量比不同的原因进行了分析。

高炉渣铁的脱硫试验

对w(S)量高、w(Si)和w(Mn)量低的高炉渣铁进行脱硫试验,结果显示:渣铁温度控制在1420～1460℃,加入3%的脱硫剂(成分为85%石灰+10%萤石+5%石墨),脱硫时间为10min时,脱硫效果达到最佳。用该工艺生产普通灰铸铁件,试样的基体组织为珠光体+铁素体,抗拉强度为195MPa,布氏硬度为223HB,满足低牌号灰铸铁的性能要求。

酒钢高炉渣铁沟耐材消耗偏高成因及措施探讨

对酒钢本部高炉渣铁沟维护用耐火材料消耗存在偏高的实际问题,从渣铁沟耐材使用的工况条件,施工工艺和维护要求等方面进行了分析与阐述,为进一步降低渣铁沟耐材消耗和更好地保产服务,相应地提出探讨性的改进措施。

三菱法连续吹炼冶金学

三菱工艺的吹炼炉(C炉)提供了从熔融冰铜中连续产出粗铜的机会。连续吹炼的基础是控制CaO-FeO_x-Cu_2O系铁酸钙炉渣中磁性氧化铁行为的可靠技术。C炉作业控制的最新进展包括反映次生氧化物对磁性氧化铁行为影响的炉渣控制。尽管以前的研究集中于磁性氧化铁的行为,但是,硫对C炉的操作也有影响,因为硫对于避免硫酸钙从铁酸钙炉渣中沉淀出来以及冰铜与粗铜的分离有实际的重要影响。本文定量描述了硫酸钙的形成以及冰铜分离时硫在C炉中的行为,并且讨论了C炉操作的更佳控制。

含钛高炉渣中铁沉降行为研究

针对承钢含钛高炉渣黏度大,渣铁分离较差,炉渣中含金属铁2%左右,给高炉渣利用带来了困难,使生铁成本升高等问题,分析了含钛高炉渣含金属铁的形成原因,研究了含钛高炉渣析铁行为,以及炉渣停留时间、温度、黏度对渣中铁沉降的影响。研究结果表明：渣样的停留时间与渣中含铁量有着复杂的关系,停留时间在20～30min时渣样铁聚合明显,在40～80 min时随着时间的延长铁聚沉量变化不大,但位置下移且粒度变大;温度与渣中含铁量有显著关系,随着炉渣温度的升高,渣样上部含铁量明显减少,温度为1 500℃时,渣样上部含铁量由2.0%减小到0.4%;炉渣的黏度与渣中铁含量关系密切,向高炉渣中添加Ca F2可降低炉渣黏度,提高渣中铁的聚沉程度,Ca F2加入量为1%时可达到较好的聚沉效果。

HIsmelt熔融还原主反应器能质流转模型构建与验证

HIsmelt熔融还原炼铁工艺以铁矿粉和煤粉作为原料,流程中不需要烧结、球团和焦化,与高炉炼铁流程相比具有降碳减排等优势。明晰能质流转过程对HIsmelt熔融还原炼铁实际生产具有指导意义。基于物料平衡、热平衡方程,对输入和输出HIsmelt主反应器物质和能量进行平衡计算,建立能质流转模型,并结合FactSage中Equilib模块计算的各元素在渣铁两相间的质量分配比及实际生产数据对其进行修正。该模型可以计算原料和燃料成分、矿煤质量比、二次燃烧率、热风氧含量等参数对铁水温度、炉渣成分、热风量、煤气量等主要冶炼指标的影响。其次依据该模型,进行了物料平衡、热平衡计算,依据实际生产数据对模型计算结果进行了验证,结果表明该模型与实际生产数据契合度较高。探究了矿煤质量比对冶炼的影响,矿煤质量比为1.39~1.45时,矿煤质量比降低0.1,会使二次燃烧率降低0.23%,进而造成煤气化学能的利用率降低,同时需要更多的热风使煤粉燃烧,热风量和煤气产生量增加,可以通过适当提高热风氧含量以提高二次燃烧率并使煤气量降低来改善;矿煤质量比降低0.001,会使铁水温度升高3.76℃,有利于铁水后续的加工处理,但铁水温度升高使铁元素在铁液与渣中的比值降低,使炉渣FeO质量分数升高0.026%,增加铁损,可通过降低富氧热风喷吹量来降低铁的氧化量,从而降低铁损。