铁尾矿基多固废混凝土抗压性能及微观结构分析

针对铁尾矿堆存困难、综合利用率低和活性低的问题,以铁尾矿钢渣脱硫灰为复合掺合料制备多固废混凝土。通过抗压性能测试,研究复合掺合料掺量、铁尾矿细度对混凝土抗压强度的影响,并利用压汞法(MIP)和背散射电子成像技术(BSE)探究混凝土的微观结构。结果表明:复合掺合料的掺入对混凝土早期抗压强度影响较大,掺量小于20%的混凝土28 d抗压强度与无掺合料组抗压强度基本持平,30%掺量的混凝土抗压强度随铁尾矿比表面积的增大而先增大后减小;掺入复合掺合料和减小铁尾矿细度能够改善混凝土孔结构和提高界面过渡区的密实度。

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。

低温条件下同步脱硫脱硝焦炉烟气净化技术研究

针对焦化炉温度较低,成熟的脱硫脱硝催化剂在低温环境下效率低下的问题,研究在钢渣法的基础上提出了联合使用复合硫代硫酸钠和硫酸铵反应助剂。复合助剂中的硫代硫酸根离子和铵离子能够有效促进焦炉烟气脱硫脱硝中的氧化反应和NO_(2)分解。实验表明,复合助剂的最佳浓度为0.2 mol/L,而钢渣浆液净化反应的最佳温度为40℃、最佳p H值为7.5。最佳参数下钢渣法联合复合助剂能够将烟气净化中二氧化硫脱除率稳定到100%,而将氧化氮脱除率提高到96.2%。因此,研究提出的钢渣法联合复合助剂在焦炉烟气净化中具有良好的脱硫脱硝性能。

还原铁法重构钢渣及其矿物组成

分别采用直接还原法和熔融还原法对柳钢和宝钢2种钢渣进行了铁还原重构试验,利用X射线衍射、扫描电子显微镜研究了重构钢渣的矿物组成,并采用水泥胶砂强度试验法测定重构钢渣的活性指数。结果表明:直接还原法可将钢渣中铁氧化物还原成铁珠,尺寸范围为1～50μm,金属铁颗粒均匀分布在各种矿物之间;铁酸钙相、镁蔷薇辉石在重构过程中分解,柳钢钢渣硅酸三钙(C3S)和宝钢钢渣硅酸二钙(C2S)分解,钢渣重构后硅酸钙相组成由原钢渣中Ca/Si摩尔比决定;RO相被还原成金属铁和MgO,原钢渣总铁含量越高,铁还原越彻底。熔融还原法可将钢渣中铁氧化物还原成金属Fe,在重力作用下渣铁分离,还原率近乎100%;随炉冷却渣矿物组成为钙铝黄长石、镁黄长石、C2S,与硬矿渣相似;水淬渣以玻璃体为主,柳钢和宝钢重构渣玻璃体含量分别为97%和73%,与水淬矿渣组成相近。采用还原铁法所得重构钢渣的活性指数显著提高。

原料配比和工艺参数对钢渣复合铁焦冶金性能的影响

复合铁焦是一种新型的低碳高炉炼铁炉料。为拓展复合铁焦制备的原料来源以及丰富钢渣固废资源化利用的新途径,提出了一种以钢渣和煤粉为原料制备钢渣复合铁焦的新工艺。系统研究了钢渣配比、煤粉配比、炭化温度、炭化时间等工艺参数对钢渣复合铁焦抗压强度的影响,获得了钢渣复合铁焦制备的工艺参数。在此基础上,研究了钢渣配比对钢渣复合铁焦反应性和反应后强度的影响,进一步优化钢渣复合铁焦的制备工艺参数。优化后的钢渣复合铁焦制备工艺参数为:钢渣配比15%、无烟煤配比10%、瘦煤配比30%、1/3焦煤配比45%,炭化温度900℃,炭化时间3 h;其抗压强度、反应性、反应后强度分别为4 606 N、60.64%、57.24%。