Effects of Different Calcining Temperatures on the Properties of Ceramsite Prepared by High-carbon Gasification Slag

The structure and characteristics of high-performance lightweight aggregates produced by high-carbon gasification slag were investigated by X-ray diffraction,scanning electron microscopy,thermogravimetry/differential thermogravimetr,differential scanning calorimetry-Fourier transform infrared,and mercury intrusion porosimetry,respectively.The experimental results show that the ceramsite undergoes two weightless stages in the calcining process.With the increase in the calcining temperature,a large number of pores are formed inside the ceramsite,its structure becomes denser,but the calcining temperature band of the ceramsite becomes narrow.The crystalline phase of the ceramsite changes at different calcining temperatures and the mineral phase changes from the earlieralbite,quartz,oligoclase,hematite,etc,to a silica-aluminum-rich glass phase.The 1130℃ is a more suitable calcining temperature,and the cylinder compressive strength of ceramics is 11.59 MPa,the packing density,apparent density,porosity,and water absorption are 939.11 kg/m^(3),1643.75 kg/m^(3),28.11%,and 10.35%,respectively,which can meet the standards for high-strength lightweight aggregates.

高碳铬铁渣微表处混合料路用性能研究

针对道路养护工程优质石料资源匮乏,高碳铬铁渣大多采用堆存处理且利用率低等问题,将高碳铬铁渣分别以0%、20%、30%、40%、50%、60%的掺量替换常规微表处混合料,通过湿轮磨耗试验、车辙试验、黏聚力试验和构造深度试验研究不同高碳铬铁渣掺量下的微表处混合料的路用性能。试验结果表明:高碳铬铁渣掺量为20%时,混合料的耐磨耗性能和水稳定性与常规微表处混合料相近,抗车辙性能略有下降,早期强度和抗滑性能均优于常规微表处混合料。

铬铁合金渣应用于沥青混凝土的可行性试验

采用高碳铬铁合金渣废料为原材料,进行化学成分分析、浸出毒性检验,集料物理力学性能检测,结果表明铬铁合金渣可以代替部分碎石作为集料应用于二级及以下沥青混凝土路面中;通过沥青马歇尔试验,表明沥青混合料能够满足马歇尔试验技术指标要求;最后通过车辙试验、弯曲试验,浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,比较不同铬铁合金渣掺量下AC-20沥青混凝土的路用性能,结果表明掺加铬铁的沥青混凝土满足路用性能要求,且铬铁掺量为80%时,动稳定度最大,掺量为50%时,弯曲破坏应变和残留稳定度最大。

掺入铁合金渣对赤泥陶瓷性能和颜色的影响

在赤泥陶瓷原料中协同掺入锰铁渣、铬铁渣并制备了赤泥陶瓷样品,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,对矿相、微观形貌与结构、物理性能等进行分析,将化学试剂MnO和Cr_(2)O_(3)掺入赤泥并对其进行对比,研究铁合金渣对赤泥陶瓷性能和颜色的影响规律。结果表明,赤泥陶瓷中加入锰铁渣会变为黑色,而加入铬铁渣赤泥陶瓷未显著变色;赤泥陶瓷变色的主要原因是锰铁渣中Mn^(2+)能与赤泥中Fe^(3+)反应生成MnFe_(2)O_(4)尖晶石类矿物,该类矿物的析出使赤泥陶瓷变为黑色。在低于1140℃时,与赤泥协同铬铁渣相比,赤泥协同锰铁渣制备的陶瓷性能更优,其抗折强度可达33.16 MPa,吸水率为1.65%;当温度继续升高后,赤泥协同锰铁渣制备的赤泥陶瓷出现过烧,性能逐渐下降。

原料组成对利用碳铬渣制备多孔堇青石陶瓷性能的影响

利用高碳铬铁合金渣、工业氧化铝粉和二氧化硅微粉为原料,分别以偏铝、偏硅、理论和偏镁组成合成制备了多孔堇青石陶瓷,研究了烧成温度和原料组成对样品物相转变、显气孔率、体积密度、抗弯强度以及热膨胀系数的影响。结果表明:四组样品中堇青石均于1100℃生成,晶体结构随烧成温度升高逐渐发育,并在1400℃以后开始部分分解;与理论组成相比,偏铝组成可以提升样品显气孔率,但抗弯强度随之降低,且增加了样品的热膨胀系数;偏硅组成样品的显气孔率降低,而抗弯强度并不随之增加,但样品的热膨胀系数显著减小;偏镁组成适当的降低了样品的显气孔率,抗弯强度显著增加,同时样品的热膨胀系数明显降低,四组样品中其碳铬渣的利用率最高。

化学激发对微碳铬铁粉渣胶凝性能的影响

采用化学激发的手段来提高微碳铬铁粉渣的早期活性及微碳铬铁粉渣制品的强度。研究结果表明:激发剂Na_2CO_3、Na_2SO_4、硫铝酸盐水泥对于微碳铬铁粉渣浆体均具有比较好的调凝作用,激发剂Na_2CO_3、Na_2SO_4、普通硅酸盐水泥对于微碳铬铁粉渣发泡浆体的强度均有激发作用,以Na_2CO_3的效果最好。复掺Na_2CO_3和普通硅酸盐水泥,微碳铬铁粉渣发泡浆体的强度较单掺有显著提高,通过选择适当的配比,可以配置出符合工程需要的微碳铬铁粉渣发泡砌块。

基于铬铁渣骨料与水泥浆体界面结构的改性研究与机理分析

铬铁渣是表面粗糙的多孔结构骨料,基于其对界面过渡区结构及粘结强度的影响,通过正交实验设计适应于铬铁渣的改性剂,依据造壁原理对铬铁渣进行改性,降低其压碎值和吸水率。研究了改性剂对铬铁渣的改性机理,通过有效改善铬铁渣与浆体界面的结构,最终使铬铁渣成为优质混凝土用骨料,制备出强度较高的改性铬铁渣砂浆。该项研究为大量使用铬铁渣提供理论参考依据,具有节能减排的效益。

铬铁渣重金属浸出特性及环境风险研究

含有重金属的铬铁渣的露天堆存、填埋处置和资源化利用过程均可能存在环境风险。以重庆市某铬铁合金冶炼厂铬铁渣样品为例,采用国家标准浸出方法进行浸出试验研究。结果表明:水淬渣、干渣和陈渣中V、Cr、Mn、Ni、Zn、As、Se和Ba等重金属的浸出浓度均低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的浓度限值,其中Cr的浸出浓度分别为0.033 8、0.012 2和0.027 8 mg/L。铬铁渣属于一般工业固体废物,因此,可按照一般工业固体废物进行填埋处置,其资源化产品的环境风险也应引起重视。

复合型外加剂对铬铁渣基复合材料性能的影响

研究了不同种类早强剂、减水剂等功能外加剂对铬铁渣基复合材料性能的影响。通过单因素实验考察了不同掺量的Na Cl(NC)、Na2SO4(NS)、Na F(NF)和Al2(SO4)3(AS)等4种无机早强剂对铬铁渣基复合材料性能的影响,利用正交试验考察4种早强剂与木钙(CL)减水剂的复配对复合材料性能及结构的影响,得出复合型外加剂的最佳方案及组成,即NC为0.6%,NF为0.6%,NS为1.2%,AS为0.7%,CL为0.25%。采用XRD和SEM等测试方法分析复合材料水化产物物相组成和微观形貌。研究表明,复合型外加剂加速并促进了铬铁渣基复合材料水化进程,降低孔隙率,提高复合材料的密实度。复合型外加剂具有减水和早强叠加效应,改善流动性的同时提高复合材料的强度,其3,28 d抗压强度可达37.44和66.29 MPa,分别提高了46.6%和18.4%。将无机早强剂与减水剂进行复合设计,既能发挥无机早强剂的良好早强效果,又能弥补早强剂后期强度的不足。

碳铬渣综合利用初探

论述了重钢集团铁合金有限责任公司10年来开展碳铬渣综合利用的研究和生产。实践表明,合理的回收利用可取得良好的环境效益和经济效益。

铬铁渣透水混凝土制备及性能优化

在采用正交试验方法,对铬铁渣透水混凝土进行研究的基础上,又对其配比和性能进行了优化,结果表明:水胶比和胶骨比是影响铬铁渣透水混凝土性能的主要因素;成型方式、加入减水剂和可再分散乳胶粉均可影响其性能,在胶骨比为0.31,水灰比在0.30～0.40时,合适的成型方式和减水剂用量可制得满足规范要求的透水混凝土。

碳铬渣合成堇青石的反应机理及结构表征

以高碳铬铁合金渣、工业氧化铝粉和硅微粉为主要原料,通过高温固相法合成制备堇青石。利用X射线衍射和扫描电子显微镜等研究了烧成温度、保温时间对堇青石材料结晶度、晶粒尺寸、晶相组成和显微结构的影响规律。结果表明:样品中堇青石主要由镁橄榄石进一步反应生成,其最佳烧结制度为1 350℃,保温3 h,堇青石含量在87%左右;随着烧结温度和保温时间升高,样品相对结晶度降低,堇青石晶粒尺寸则逐渐增加,晶胞参数沿a轴晶向轴方向增大,c轴方向减小,晶胞体积变大。铬元素固溶进堇青石晶格是使其晶胞参数变化的主要原因。

微波硅热还原铬铁矿粉制备低碳铬铁

为高效利用铬铁矿粉,提出微波硅热还原铬铁矿粉冶炼低碳铬铁新工艺。采用Fact Sage软件对三元渣系(Si O2-Ca O-Cr2O3)和二元渣系(Si O2-Ca O)进行模拟,在模拟值基础上通过试验找出最佳工艺条件。结果表明:终点温度1 450℃,渣系二元碱度1.64条件下,反应过程中渣金可以实现良好分离,铬回收率达到81.03%。对产物物相和化学成分进行XRD、XRF分析可知,合金中不含渣相,其化学成分满足Fe Cr55C25Ⅱ牌号的要求。通过合金典型区域SEM图和X-射线能谱分析发现晶粒中含有少量Si杂质,碳主要存在于晶界上。

高碳铬铁渣基微晶玻璃体系调控分析

为提升高碳铬铁渣再利用附加值,采用高碳铬铁渣制备微晶玻璃。首先在分析高碳铬铁渣成分的基础上,结合热力学软件计算,研究确定微晶玻璃体系、各成分含量范围、原料种类及配比,并通过拉曼光谱等方法研究实验制备得到的基础玻璃及微晶玻璃成品,分析微晶玻璃体系的可行性。研究表明:以辉石类晶体及霞石为主晶相,以高碳铬铁渣及废玻璃为主要原料的微晶玻璃,经过物料配比调整,可有效减少桥氧键的数量,降低体系聚合度,进而降低黏度,解决了高碳铬铁渣高熔点、黏度大带来的工艺问题。微晶玻璃成品的XRD图谱表明,高碳铬铁渣成功制备出了辉石霞石复合体系微晶玻璃,与热力学计算结果相一致,验证了设计体系的可行性。

铬铁渣资源化利用技术研究现状及发展趋势

开展铬铁渣资源化利用,对减少废渣占地和防止环境污染,促进我国铬铁产业健康、持续发展具有重要意义。通过对我国铬铁渣资源化利用技术研究现状、目前存在问题以及未来发展趋势的分析,指出开发附加值较高的产品以及制定相关污染控制标准将是未来铬铁渣高效资源化利用的发展方向。

AOD炉利用脱碳渣进行溅渣护炉工艺的开发与应用

在AOD炉使用炉料级铬铁冶炼不锈钢工艺下,AOD炉迎钢侧耐材机械冲刷严重,炉龄出现较大幅度的降低。通过工艺调整和创新,研究开发了利用AOD炉脱碳期C-O反应产生的动能,将高碱度和高黏度的脱碳渣"喷溅"到耐材砖上,形成保护层来增加耐材抵抗力的"溅渣"护炉技术。该技术实施后,炉龄恢复到90~100炉的水平,实现赚取铬铁差价的目的。

炉底电磁搅拌对电炉冶炼不锈钢工艺的影响

安装在电炉炉底下方的电磁搅拌器(ArcSave~)能使整个熔池的钢液产生有效的混合,从而加速熔炼过程中钢液温度和化学成分的均匀化。研究了电磁搅拌对瑞典Outokumpu不锈钢厂的90t电炉冶炼不锈钢工艺的影响。热测试结果显示,ArcSave能加速废钢和铬铁合金的熔化,精确控制出钢量;熔池的温度也更加均匀,出钢温度能得到准确的控制;稳定的电炉出钢质量和出钢温度的控制有利于后续AOD的顺利操作。通过对钢液的搅拌能减少熔池液面的过热度并提高熔池内的热传导,使得炉壁和炉盖的热损失减少,因此降低了耗电量和电极消耗量,总能耗能降低3%~4%。同时,搅拌也能强化钢-渣间的界面反应,降低渣中Cr_2O_3的含量,提高合金收得率和降低FeSi的消耗量。还能缩短冶炼周期,并且连续稳定的冶炼操作能提高电炉冶炼的产量约6%~8%。电磁搅拌技术是提高电炉冶炼不锈钢工艺水平的一种安全、可靠而有效的解决方案。