跨行业工业危废用于炼钢精炼的绿色工艺实践

利用铝业危废品铝灰粉和光伏业危废品多晶硅切割硅微粉中微米颗粒极高的表面能特性、及[Al]与[Si]具备还原氧化物的成分特性,在国内钢铁行业首次开发基于铝灰粉助熔的KR无氟铁水预脱硫工艺,用于替代传统KR脱硫工艺中萤石助熔剂的铁水预脱硫工艺,避免萤石对环境的污染;首次开发基于多晶硅切割粉压球的LF炉快速还原顶渣工艺,用于替代传统电石还原顶渣工艺,避免电石危化品的安全隐患。工业试验结果表明:基于铝灰粉助熔剂的KR无氟脱硫剂平均加入量为2 310 kg/炉,和传统萤石助熔剂的KR脱硫剂用量相当,脱硫前后铁水中硫的平均质量分数分别为0.023 0%,0.003 1%,平均脱硫率为86.52%;基于多晶硅切割粉压球的LF炉快速还原顶渣工艺,白渣成渣速度快,钢包渣中(TFe+MnO)质量分数稳定小于1.0%,精炼过程升温速度与传统工艺相当。工艺实践表明:铝灰粉、多晶硅切割粉料等危废品在炼钢精炼的跨行业应用,既解决了铝灰粉、多晶硅切割粉料的回收利用问题,又推动了绿色炼钢的工业化发展。

利用铝灰和微硅粉制备4A分子筛的研究

铝灰和微硅粉分别是铸造铝和硅铁合金冶炼过程中产生的固体废弃物,含有丰富的氧化铝和氧化硅,为了符合国家环保要求以及资源再生化利用,通过从铝灰和微硅粉中提取氧化铝、氧化硅,并以此为原料制备4A分子筛。通过水热法探究最佳工艺条件,制备出了符合国家行业标准的4A分子筛,并对其分别进行了XRD、FTIR、SEM及BET表征,测定了钙离子交换能力。结果表明:在硅铝比(n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3)))2.0、碱度(n(Na2O)/n(Al_(2)O_(3)))2.5、晶化温度100℃、晶化时间10 h的条件下制备的4A分子筛具有清晰的、均匀的立方晶型结构及良好的钙离子交换能力(362 mg CaCO_(3)/g),可用作洗涤助剂,为固体废弃物的资源化利用提供了新思路。

二次铝灰烧结渣料磨细粉对快硬高强硫铝酸盐水泥注浆料性能的影响

研究了不同掺量二次铝灰烧结渣料磨细粉(AP)对快硬高强硫铝酸盐水泥(SAC)注浆料工作性能、力学性能、体积稳定性及环境友好性的影响,并采用微观测试技术对其机理进行深入分析。结果表明:随AP掺量的增加,注浆料的凝结时间先延长后缩短,早期抗压强度先提高后降低,后期强度呈降低趋势,各掺量AP注浆料体积稳定性均满足GB/T 504488—2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》要求。掺AP的注浆料对Ni、Cr、Zn、Cu有固结作用。微观分析表明:随AP掺量的增加,早期注浆料中铝胶(AH3)和钙矾石(AFt)先增多后减少;而后期注浆料中的AFt数量增加。

利用粉煤灰制备高纯氧化铝纳米粉体的研究

地球资源的充分利用已成为当今人们普遍关注的问题之一。采用苏打(Na2CO3)焙烧沥滤工艺从粉煤灰烧结料浸出液中制取了高纯超细氢氧化铝,进而通过控制煅烧制得氧化铝纳米粉体。对制备氧化铝的活化过程、浸出过程和煅烧过程的化学原理与工艺控制进行了研究与分析,确定了制备高纯氧化铝纳米粉体的较佳实验条件和工艺参数。应用XRD、TEM、BET和ICP等微观分析手段对所得Al2O3 的形态、结构和纯度进行了表征。结果表明:焙烧、水煮粉煤灰和Na2CO3,并精确调节溶出液的pH值,可使超细的氢氧化铝沉淀析出。在85 ℃充分干燥后,分别于800 ℃、1 100 ℃煅烧2 h,得到晶型结构分别为γAl2O3 和αAl2O3 的氧化铝纳米粉体,其形态为纤维状和球状,比表面积分别为238.9 m2/g和16.82 m2/g,平均粒径为20~40 nm,纯度大于99.9%。

等离子喷涂铝灰渣终料涂层工艺参数的优化

为了有效处理铝灰渣终料工业固废,通过初筛-水解-过滤烘干-球磨过筛等工艺制备喷涂粉末,并对喷涂粉末的微观组织和流动性进行分析;通过正交试验法考察了等离子喷涂工艺的4个主要参数电压、电流、送粉电压和主气流量对铝灰渣终料涂层显微硬度、磨损率和结合强度的影响,并对优化工艺进行了验证试验。结果表明,优化喷涂工艺后的铝灰渣终料涂层的平均显微硬度达到601.32 HV,磨损率为9.68×10^(-3)g/min,结合强度为14.24 MPa。与45钢基体材料相比,显微硬度提高了约100%。通过对铝灰渣终料造粒后,粉末的流动性可以满足等离子喷涂设备的要求。喷涂工艺优化后能显著提高铝灰渣终料涂层的性能。

粉煤灰颗粒增强铝基复合材料的研究

采用粉末冶金法成功制备了煤粉灰颗粒增强铝基复合材料。煤粉灰颗粒大多为球形,密度为2.75g/cm3,颗粒直径主要集中在5～60μm范围内,主要成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3,三者质量分数总和超过85%。经SEM分析表明,该复合材料中存在着颗粒团聚,并有少量气孔产生。随着煤粉灰质量分数的增加,复合材料的密度逐渐减少;当煤粉灰颗粒的质量分数在10%以下时,该复合材料的硬度是上升的,超过10%时硬度开始下降。

从粉煤灰中提取氧化铝熟料溶出过程工艺研究

对粉煤灰和石灰石烧成的熟料在碳酸钠溶液中的溶出过程进行研究,探讨碳酸钠用量、溶出温度、溶出时间及液固比等工艺条件对熟料溶出中Al2O3和SiO2溶出效果的影响。研究结果表明:在碳酸钠用量约为理论量的1.0倍,溶出温度为50～60℃,保温时间为40～60 min,液固比为3～4的条件下,熟料中Al2O3的溶出率大于82%,溶出液中Al2O3质量浓度约为36 g/L,溶液的硅量指数铝、硅质量比大于46;溶出产生的钙硅渣成分及其质量分数为:Al2O3 2.60%,SiO2 24.31%,CaO 58.40%,Fe2O3 1.79%,TiO2。0.49%,Na2O 0.53%;熟料的主要物相为γ-2CaO.SiO2和CaCO3。

从粉煤灰中提取氧化铝熟料的溶出过程动力学

对粉煤灰和石灰石的烧成熟料在碳酸钠溶液中溶出过程的动力学进行研究。根据不同温度和不同碳酸钠质量浓度下Al2O3溶出率和反应时间的关系,计算反应的表观活化能和反应级数。通过对动力学数据的处理,得到溶出过程的动力学方程。研究结果表明:在7.5~40.0℃,反应表观活化能为47.0 kJ/mol,符合化学反应控制的动力学特征,反应级数n=0.224。

利用粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的研究

利用粉煤灰为原料制备高纯超细氧化铝粉体。给出了采用硅酸二钙晶相转变自粉化、高效分散剂———碳化法从粉煤灰中制备氧化铝方法的工艺路线 ,确定了从粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的最佳工艺条件 。

生活垃圾灰渣增强铝基复合材料的性能

研发了以生活垃圾焚烧灰渣为增强相 ,制备铝 /生活垃圾灰渣复合材料的新工艺 .对铝与生活垃圾灰渣配比、烧结温度、保温时间等因素对铝 /生活垃圾灰渣复合材料的性能影响进行了实验研究 .试验表明 :当铝与生活垃圾灰渣配比为 8:2 ,烧结温度为 90 0℃ ,保温时间为 1 .5h ,在纯N2 保护性气氛的条件下制得的复合材料具有良好的机械性能 ,如热膨胀系数为 0 .3,密度为2 .43g/cm3,弹性模量为 30 1 4.3MPa ,耐磨性能比铝镁合金提高了 1 .

粉煤灰纤维/NR复合材料的制备与性能研究

采用铝锆偶联剂对粉煤灰纤维进行预处理,制备粉煤灰纤维/NR复合材料,并对其性能进行研究。结果表明,采用铝锆偶联剂对粉煤灰纤维预处理能够改善纤维和橡胶基体界面的结合状况;粉煤灰纤维最佳用量为40份,可明显提高粉煤灰纤维/NR复合材料的物理性能和绝缘性能,但撕裂强度有所下降。

粉煤灰/Al-Mg合金基复合材料的实验研究

粉煤灰颗粒表面在收集、贮存过程中由于物理、化学吸附,使颗粒间相互聚集,分散性差。作为复合材料增强相时,颗粒的分散性直接影响复合材料的性能。先采用酸溶法对粉煤灰进行硫酸表面处理,再通过粉末冶金法制备改性粉煤灰/铝基复合材料。复合材料的密度随粉煤灰颗粒含量的增加逐渐减小,硬度随粉煤灰含量的增加先增加后降低,密度、硬度都随成型温度的升高而增大。SEM、XRD分析表明,经硫酸处理后的粉煤灰,其表面的极性降低,粉煤灰颗粒的分散性和活性提高,且硫酸只溶解在粉煤灰中的玻璃相,而晶体相不被溶解。650℃成型温度下粉煤灰在基体中分散均匀、硬度大、密度大,故650℃为较理想的成型温度。但复合材料中也存在缺陷,有少量气孔产生。

无铝泡打粉中铝含量的检测方法研究

泡打粉目前的国家强制执行标准为GB25591-2010,该标准规定须在产品包装标识上标示铝含量,标准的附录D采用容量滴定法对铝进行检测。而容量滴定法一般只适用于高铝型的测定,并不适用微量及痕量铝的测定。因此,文章通过详细分析,采用紫外分光光度法进行检测,取得良好的效果。

新型载体负载二氧化钛光催化剂的开发及性能研究

采用溶胶-凝胶法,选用硅藻土、铝粉、粉煤灰作为载体,制备负载型二氧化钛光催化剂,并以亚甲基蓝溶液为底物,以投加量、时间、TiO2与载体比例为影响因素,在每个因素下确定3个水平做3因素3水平正交试验,选出最优水平,并与无负载的二氧化钛催化效果做对比,研究负载后的光催化剂性能的变化。

粉煤灰及其利用

介绍了火力发电厂排放的粉煤灰的主要物理化学性能 ,指出了综合利用粉煤灰的一些途径 。

X射线荧光光谱法测定电解铝灰中SiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、MgO、CaO、K_(2)O、Na_(2)O、MnO、TiO_(2)、P_(2)O_(5)的含量

电解铝灰、铝渣是铝在电解过程中产生的一种浮渣,电解过程中漂浮在电解槽铝液的上方,主要成分为电解过程中未反应的冰晶石、氧化铝、金属铝等混合物,回收价值较高。对电解铝灰的成分分析,相对于化学滴定等分析方法,X射线荧光光谱法样品前处理更加简单方便,且可以同时对多组分进行分析。用粉末压片-X射线荧光光谱法测定电解铝灰中SiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、MgO、CaO、K_(2)O、Na_(2)O、MnO、TiO_(2)、P_(2)O_(5)的含量。以成分含量相近的铝土矿国家标准物质样品绘制具有一定浓度梯度的标准曲线,通过理论α系数校正方法和经验校正法校正。所得结果表明:各元素含量在标准工作曲线中标准样品的含量范围内时,测定结果和常规分析方法测定结果相符。在方法的精密度实验中,含量较高的SiO_(2)的极差为0.2%,其他元素值也较为稳定,满足质量要求。

高铝粉煤灰制备铝精矿实验研究

本文以硫酸钠和硫酸铝为助剂对高铝粉煤灰焙烧、酸溶制备铝精矿,发现铝精矿化学成分中氧化铝含量为82.88%,通过XRD分析其主要物相为α-Al2O3和γ-Al O(OH)。

粉煤灰颗粒增强铝基复合材料的耐磨性研究

以粒度为80μm的粉煤灰为增强相,粒度为30μm的铝粉为基体,采用粉末冶金法成功制备了粉煤灰颗粒增强铝基复合材料。经SEM、金相显微镜等分析手段对制备的复合材料进行组织观察,并对其进行耐磨性测试。结果表明,粉煤灰含量为20%,烧结温度为650℃时,相对损率最小为0.1590%。随着粉煤灰含量和保压时间的增加,试样的耐磨性逐渐升高,随着烧结温度升高,试样的耐磨性呈现出先升高后降低的趋势。

高性能分散剂的制备及应用

试验主要以丙烯酸(MA)和丙烯酰胺(AM)为单体,通过共聚反应制备出了一种高性能分散剂。试验研究了高性能分散剂制备过程中单体的配比(AM/MA)、单体的浓度、引发剂的浓度、反应温度对超细氧化铝粉体制备的影响,得出了制备高性能分散剂的最佳工艺参数。利用高性能分散剂从粉煤灰中制备出了疏松无团聚的超细氧化铝粉体,平均粒径小于500 nm,为粉煤灰的高价值利用开辟了一条新的途径。