B_(2)O_(3)对含钛高炉渣熔体微观结构与输运性质的影响

为高效利用含钛高炉渣中钛元素,采用分子动力学模拟方法研究B_(2)O_(3)含量对CaO-SiO_(2)-B_(2)O_(3)-TiO_(2)系高炉渣微观结构和输运性质的影响。结果表明:B_(2)O_(3)的含量4%时,B—O、Si—O、Ti—O和Ca—O的键长分别为1.34、1.62、1.95和2.24A。渣中存在[SiO_(4)]四面体、[BO_(3)]三角体和[TiO_(6)]八面体稳定结构单元。体系中加入B_(2)O_(3)含量并不会改变O—Si—O、O—B—O和O—Ti—O键角分布情况。随着B_(2)O_(3)的加入,Si—O—Si和B—O—B键角分别从156.12°和148.43°增大到158.17°和157.08°,大部分Ti—O—Ti键角分布在100.48°,小部分Ti—O—Ti键角从140.17°减小到135.53°。随着B_(2)O_(3)含量的增加,B—O—M(Ca、Si、B和Ti)氧连接占比增多,熔体中高配位结构解聚为低配位结构,体系整体聚合度降低,各离子自扩散系数均增大,熔体黏度从0.183 Pa·s降低到0.140 Pa·s。

钛渣熔体结构及传输性质分子动力学模拟研究进展

高品位钛渣(TiO_(2)含量≥90%)的高效制备不仅是高品质钛产品生产的关键,而且已成为我国钛冶金行业发展的迫切需要。钛铁矿还原熔炼过程钛渣熔体传输性质的调控是实现高品位钛渣高效制备的关键。国内外学者采用分子动力学模拟的方法,开展钛渣熔体结构演变及传输性质的研究,取得了显著的进展,证实了分子动力学模拟的方法在钛渣熔体研究中的有效性。分子动力学模拟的方法在研究钛渣熔体结构和性质方面具有显著的优势,不但能考察钛渣熔体结构参数、传输性质及相关微观细节,而且不受试验条件(高温、高腐蚀性、高化学活性)的限制。通过分子动力学模拟能够获取钛渣熔体丰富的结构信息和重要的传输性质,避免了钛渣熔体结构及物理性质试验测试中存在的难题。最后,结合冶金熔体成分和结构的复杂性,总结存在的问题,对分子动力学模拟在熔体结构及传输性质研究中的应用进行了展望。

改性含钛高炉渣抗菌性能测定

国内含钛高炉渣存量巨大且附加值高,为使含钛高炉渣得到综合利用,针对含钛高炉渣中钛组分含量大的特点,以含钛高炉渣为原料,利用XRF、XRD、SEM等分析方法确定了改性含钛高炉渣的成分,肯定了其作为抗菌材料的可行性。用牛津杯法、打孔法、贴片法分别测定了改性含钛高炉渣对大肠埃希氏菌(ATCC25922)的抗菌性能。结果表明,改性含钛高炉渣具有抗菌性,固相合成法V_(2)O_(5)掺杂比例为15%对大肠埃希氏菌(ATCC25922)的抗菌效果最明显。

含钛高炉渣提钛技术研究进展

含钛高炉渣作为我国大宗固体废弃物之一,不仅占用大量的土地及污染环境,且因其中的钛资源及其他有价组分未得到有效利用,导致了严重的资源浪费。介绍了含钛高炉渣的性质,综述了湿法、火法和选择性富集等提钛工艺的原理及优缺点。随着双碳目标的提出,新型提钛技术应将传统方法与非常规冶金技术相结合,朝着绿色环保、经济高效、短流程的方向发展。

高频燃烧红外吸收法快速测定低钛高炉渣中硫含量

低钛高炉渣是烧结矿石经高炉冶炼后形成的副产物,其中硫是钢中的有害元素,且硫含量的高低对高炉渣的二次利用有影响。介绍了高频燃烧红外吸收法快速测定低钛高炉渣中硫的试验方法。首先对碳硫坩埚进行高温处理,在红外碳硫仪漏气检查合格的情况下,称取(0.20±0.01)g试样于预先铺有0.3 g纯铁助熔剂的坩埚中,加入钨锡助熔剂进行样品分析。通过正交试验,确定了样品称样量(0.20 g)、纯铁助熔剂用量(0.3 g)、钨锡助熔剂用量(1.9 g)、分析时间(40 s)的分析条件。通过助熔剂加入顺序试验,确定加入纯铁、样品、钨锡助熔剂为最佳方法。采用该试验方法对低钛高炉渣实际样品中的硫进行了测定,测试结果与CSM 08 01 16 01-2005中的重量法基本吻合,相对标准偏差(RSD,n=8)为0.22%~0.60%。

含钛高炉渣的综合利用

国内外专家学者对含钛高炉渣综合利用的研究由来已久,目前对含钛高炉渣问题的解决思路共有两个,一种是把含钛高炉渣做成某种材料加以使用,一种是进行提钛处理。为更好地实现含钛高炉渣的综合利用,结合含钛高炉渣的特点,主要利用文献研究法,对近几年来与之有关的研究论文加以梳理,并就含钛高炉渣的直接利用、提钛再处理两方面的技术进展加以阐述,为下一步技术发展提供了参考借鉴。

高钛型高炉渣透水砖的制备及性能表征

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为实现高钛型高炉渣固废的再次资源化利用,解决大掺量高钛型高炉渣制备透水砖问题,本文以高炉渣为骨料,高岭土、钾长石为粘结剂和助融剂,经坯体成型、烧结制备了透水砖。采用TG-DSC综合热分析法、SEM形貌分析法研究了物料的热性能及高温下的形貌变化;讨论了高炉渣及辅料的配比、高炉渣骨料的粒度、成型压力、烧结温度、保温时间对透水砖性能的影响,确定了透水砖适宜的制备工艺参数。结果表明:选取高炉渣0.18~0.25 mm,高炉渣∶高岭土∶钾长石(质量分数)配比为75∶10∶15,成型压力为10 MPa,烧结温度为1095℃,保温时间为3 h,此时透水砖的透水系数为0.064 cm/s,抗折强度为12 MPa,具备高透水性和高强度的特性,满足《透水路面砖和透水路面板》(GB/T 25933-2010)的要求。

高Al_(2)O_(3)型高炉渣系脱硫速度及铁水残硫量预测

为了研究高Al_(2)O_(3)型高炉渣系的脱硫行为,依据1 500℃条件下的黏度测定试验和脱硫试验结果并结合拉曼光谱分析,探讨了高Al_(2)O_(3)型高炉渣系成分碱度、镁铝比、Al_(2)O_(3)含量对炉渣黏度、铁水残硫量和脱硫速度的影响及制约关系.研究结果表明:炉渣的脱硫速度与炉渣的黏度和成分均有关;随着炉渣黏度的增大,脱硫速度减慢;随着炉渣碱度和镁铝比的增加,SiO_(4)^(4-)和AlO_(4)^(5-)四面体结构发生解聚反应,炉渣结构简单化,表现为黏度降低、脱硫速度增加;随着Al_(2)O_(3)含量的增加,SiO_(4)^(4-)和AlO_(4)^(5-)四面体结构发生聚合反应,且炉渣中更易生成高熔点化合物(镁铝尖晶石),炉渣结构变复杂,表现为黏度增加、脱硫速度降低;确定了铁水残硫量与炉渣的成分和黏度之间的关系式,可较好地预测铁水残硫量.

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"。

高炉钛渣提高混凝土强度的作用机理

采用XRD,DTA,SEM和水化结合水量测量等方法研究了高炉钛渣提高混凝土抗压强度的作用机理.研究表明:磨细的高炉钛渣微粉掺入到混凝土后,可以加速水泥水化速率,产生"二次反应",促进混凝土形成细观自紧密堆积体系,促进混凝土强度进一步发展;掺入适量激发剂能在一定程度上加速高炉钛渣的"二次反应".

钒钛高炉渣对炉衬材料的侵蚀研究

通过不同温度、碱度、Ti O2 含量的钒钛渣对不同耐火材料的侵蚀实验 ,分析了攀钢高炉强化冶炼后炉渣组成的变化及其对炉衬耐火材料的影响 。

二安替比林甲烷光度法测定高钛型高炉渣中钛

针对高炉渣反应活性差,熔样困难的特点,实验采用将炉渣粒度球磨至100目以下,硼酸-碳酸钠(2+1)作熔剂,900℃下熔融30min,在瓷坩埚中铺垫石墨的方式来代替铂坩埚熔融样品,然后用硫酸(φ=10%)加热浸取熔块,抗坏血酸掩蔽Fe3+的干扰,最后用二安替比林甲烷分光光度法测定高钛型高炉渣中钛的含量。二安替比林甲烷与钛生成黄色络合物的最大吸收波长为390nm,表观摩尔吸光系数为1.06×104 L.mol-1.cm-1。钛含量在0.5～20μg/mL范围内符合比尔定律,相关系数为0.999 8。方法用于高炉渣标准样品和实际样品中钛的测定,结果与认定值及硫酸高铁铵滴定法的测定值相吻合,相对标准偏差(RSD,n=5)为0.24%～0.57%,回收率为99%～101%。

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。

烧结温度对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的影响

采用高钛高炉渣和废玻璃为主要原料,Ca CO3作为发泡剂,硼砂Na2B4O7·10H2O作为助熔剂,磷酸钠Na3PO4·12H2O作为稳泡剂,通过"一步法"烧结制备了微晶泡沫玻璃。研究了烧结温度对微晶泡沫玻璃的影响,通过SEM及XRD对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的显微组织结构和物相进行分析。研究表明:在850~950℃之间,高钛高炉渣内的钙钛矿随烧结温度的增加逐渐分解,与其他物质反应生成透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6、普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6、Ca(Mg,Fe)(Si,Al)2O6和硅辉石Ca Si O3等晶体。微晶泡沫玻璃的孔径随烧结温度的增加逐渐增大,最后形成大孔和连通孔,同时,孔壁上析出的晶体数量增加,且晶体的形状从颗粒状变成层片状。在烧结温度为900℃时,微晶泡沫玻璃综合性能达到最佳:密度为0.631 2 g/cm3,气孔率为74.5%,吸水率为8.3%,抗压强度为9.09 MPa。

Na_2B_4O_7·5H_2O对用高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的影响

为更好地利用废弃物高钛高炉渣,以高钛高炉渣和废玻璃为主要原料,硼砂Na2B4O7·5H2O为助熔剂,Al N为发泡剂,通过'一步法',即同步实现发泡和析晶,在1 000℃条件下制备微晶泡沫玻璃。通过对微晶泡沫玻璃进行XRD、SEM检测分析,以及物理、力学性能测试,研究了助熔剂添加量((wt)4%~7%)对微晶泡沫玻璃的物相、微观组织和性能影响。结果表明:助熔剂添加量对微晶泡沫玻璃的物相影响不大,仅为不同辉石类间转变,即由透辉石、钙铁辉石和绿辉石向普通辉石转变;随助熔剂添加量增加,体系软化程度显著增加,孔壁更密实,气孔显著增大,有连通孔形成;微晶泡沫玻璃的气孔率增大,体积密度、抗压强度和导热系数减小;当助熔剂添加量为5%时,微晶泡沫玻璃的综合性能最好。

高钛高炉渣钢筋混凝土梁正截面强度试验研究

在6根高钛高炉渣骨料钢筋混凝土梁试验研究和相关分析的基础上,研究了试验梁变形和裂缝开展规律,测试出试验梁的开裂弯矩、屈服弯矩和破坏弯矩值,并与计算值进行比较。结果表明,高钛高炉渣钢筋混凝土梁具有某些优点,试验结果可供工程实践参考。

从攀钢高炉渣中提取分离TiO_2制备高钛渣研究

研究利用TjO_2对酸碱的稳定性,采用低温下酸解、熔融状态下碱熔的方法除去高炉渣中除TiO_2以外的所有可溶性杂质,从而制备出高钛渣。其具体方法是:将粒度为80目～200目的高炉渣用5mol/L～7mol/L的盐酸在60℃～100℃的条件下反应4h～8h,除去钙、镁、铝、铁等元素的酸溶性杂质,酸分解后的产物经过滤、酸洗后,滤渣与1:1.6～1:1.8的NaOH在600℃～800℃共熔1小时左右后用pH=11～13的NaOH溶液洗涤,使SiO_2以NaSiO_3的方式除去,从而得到二氧化钛质量百分比为70%左右的高钛渣。

非水淬高钛型高炉渣的综合利用研究

研究了用盐酸酸解非水淬高钛型高炉渣，去除铁、铝、镁、钙等可溶性杂质，制得富钛渣料以及从酸解液中回收铁、铝及Cl^-等有价元素。结果表明：在盐酸浓度7mol／L、温度90℃、酸渣质量比1．7：1、反应时间7h条件下，可制备TiO2质量分数超过45％的富钛渣料；用双氧水将酸解液中的Fe^2＋氧化成Fe^3＋后，用氨水调节pH为2．8～2．9，可沉淀Fe（OH）3，铁沉淀率≥76％；继续用氨水调pH约为4．8时，可沉淀Al（OH）3，铝沉淀率≥86％；采用低温多次蒸发冷析结晶法回收废液中的NH4Cl，3次蒸发冷析结晶后可制得纯度98％的NH4Cl，其回收率在75％以上。

含钛高炉重渣的水热固化研究

将含钛高炉重渣与Ca(OH)2以9∶1的质量比混合,添加15%、2 mol/L的NaOH溶液,利用水热固化技术,低温(200℃)制备出抗折强度约15 MPa的建筑材料。结果表明,成型压力、固化温度、固化时间等因素对固化体强度的形成均有重要影响。水热过程中,生成的CSH和水化石榴石晶相是导致固化体强度提高的重要原因。水热固化技术为含钛高炉重渣的大规模综合利用提供了新的途径。

含钛高炉渣用于烧结矿渣砖的研究

介绍了以高钛高炉渣为主要原料制作烧结矿渣砖的试验研究。结果表明,通过原料配比和生产工艺控制,可以试制出高钛高炉渣掺量超过40%的矿渣烧结砖,产品指标均达到GB5101-2003MU15的要求,为高钛高炉渣的利用开辟了一条新途径。