利用改性钒钛钢渣和飞灰吸附模拟烟气中的Hg^0

固体废弃物钒钛钢渣（VTS）、飞灰（FA）含有Fe、V、Ti等可促进Hg^0氧化吸附的过渡金属氧化物,为提高VTS吸附Hg^0性能、改性FA的抗硫特性,利用蒸汽活化、浸渍Fe Cl3方法改性FA/VTS、FA/CaO,在固定吸附床上研究了不同改性方法、反应温度（T）、烟气ρ（SO2）和ρ（HCl）对η（吸Hg^0效率）的影响.结果表明：蒸汽活化对提高η的作用有限.经浸渍Fe Cl3方法改性的FA/VTS,其η显著提高,在200℃下,吸附20 min时可达93%,吸附10 h后的Q（吸附容量）为0.42 mg/g;而浸渍Fe Cl3方法改性的FA/Ca O,其η随温度呈先升后降趋势,在120℃、吸附20 min时达到最高（74%）.SO2抑制Hg^0的吸附,但FA/VTS的抗硫性能较FA/Ca O有显著提高,具有低温抗硫吸附Hg^0的潜势,可能与VTS中Ti的质量分数高有关.HCl可促进Hg^0的吸附,在ρ（HCl）为30 mg/m^3条件下,浸渍Fe Cl3方法改性的FA/VTS吸附2 h的η在90%以上.研究表明,经Fe Cl3浸渍改性的FA/VTS是较好的Hg^0吸附剂,具有实际应用的潜势.

矿冶固废基胶结充填料的制备及性能研究

以钢渣、钒钛矿渣为主要原料制备胶结剂,再将其与钒钛铁尾矿制成矿井充填料,通过力学性能、XRD、SEM、FTIR等测试,研究了胶结充填料的性能及胶结剂水化产物的组成和结构。结果表明:当钢渣、钒钛矿渣的质量比为13∶12,胶结剂中钢渣/钒钛矿渣、磷石膏、双氰胺废渣、复合磷酸、水泥熟料的质量比为84∶3.6∶5.4∶4.2∶2.8,充填料胶砂比为1∶4,料浆浓度为80%,减水剂含量为0.178%时,充填料坍落度为214 mm,充填料28 d抗折和抗压强度分别达到4.04 MPa、8.31 MPa,满足GB/T 39489-2020《全尾砂膏体充填技术规范》要求。XRD和SEM分析表明,胶结剂水化产物主要为钙矾石(AFt),磷石膏的存在促进了AFt的形成,而AFt又进一步促进了钒钛矿渣和钢渣中[AlO_(4)]5-和[SiO_(4)]4-沿桥氧的断裂。

钛白废酸直接浸出含钒钢渣基础实验研究与机理分析

利用钒钛磁铁矿制备钛白粉过程中产生的钛白废酸直接浸出含钒钢渣,最优浸出条件为:浸出时间40 min、浸出温度353 K、酸度300 g/L、液固比9∶1,此时含钒钢渣中钒、铁、磷、镁浸出率分别为91.80%、84.70%、96.87%和94.66%。钒在浸出液中以VO_(2)^(+)和VO_(2)^(+)存在,可经螯合萃取实现钒的高效提取,萃余液中的其他金属可进一步回收利用。浸出渣主要成分为二水硫酸钙,可制备工业副产品石膏。

KBr和KI改性钒钛钢渣脱除燃煤烟气Hg^0试验研究

为进一步提高固体废弃物钒钛钢渣(VTSS)吸附脱除Hg0性能,利用浸渍方法改性制取KBr/VTSS、KI/VTSS吸附剂,并运用XRD、SEM表征,在固定吸附床上研究了反应温度、烟气SO2、O2、H2O和改性剂负载量对Hg0脱除效率的影响。结果表明:升高反应温度显著提高Hg0脱除效率和累积吸附量,负载3%KI的吸附剂,其Hg0脱除效率最高,在200℃下的最高效率可达97.9%,吸附3 h后的吸附容量为163.4μg/g;SO2和H2O抑制Hg0的吸附,而O2显著促进Hg0的吸附;KBr、KI负载量的提高可促进Hg0脱除,分别负载10%KBr和3%KI的吸附剂,在120℃时Hg0脱除效率最高分别达到73.5%和90.6%,吸附3 h的累积吸附量分别达到114.1和153.1μg/g。

钢渣-钒钛矿渣基坑回填料的制备及机理

为了推动钢铁冶金废弃物的综合利用,以钢渣、钒钛矿渣为原料替代水泥制备了全固废预拌固化剂,再与黏土制成基坑回填料,采用力学性能测试法、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM)和能谱分析(energy dispersive spectrometry,EDS)等测试手段,研究了钢渣细度、钢渣掺量及固化剂掺入比对基坑回填料性能的影响,并测试预拌固化剂的稳定性及水化机理。结果表明:当钢渣比表面积为457 m^(2)/kg,料浆浓度(质量分数)为80%,固化剂掺入比(质量分数)为20%,固化剂配比(质量比)为钢渣∶脱硫石膏∶钒钛矿渣=44∶10∶46时,用其制备的基坑回填料力学性能较好,此时固化剂净浆流动度为136 mm且安定性合格,稳定性优于P·O 42.5普通硅酸盐水泥;在固化剂掺入比为7%~25%,掺入占胶结剂总量0.4%PC型聚羧酸型高效减水剂(polycarboxylic acid,PC),基坑回填料28 d抗压强度均大于0.4MPa,最大为4.7 MPa,回填料坍落度大于150mm,满足T/CECS 1037—2022《预拌流态固化土填筑技术标准》指标要求。机理研究可知,固化剂水化后的矿物相为:C_(2)S、C_(3)S、Ca(OH)_(2)、钙矾石(AFt)、C-S-H凝胶和RO相。C_(2)S、C_(3)S和CaSO_(4)等物质随水化的进行逐渐消失,而AFt和C-S-H凝胶晶体含量增加。

某钒钛磁铁矿尾矿中铁、钛矿物的矿物学研究

为了实现钒钛磁铁矿尾矿中钛、铁等资源的二次综合利用,提高资源利用率,采用矿相显微镜、扫描电子显微镜和矿物自动解离系统(MLA)对某钒钛磁铁矿尾矿中铁和钛的赋存规律进行了详细研究,讨论了影响尾矿中钛、铁回收的矿物学因素。结果表明,该尾矿的颗粒较细,矿物主要包括钛铁矿、钛磁铁矿、黄铁矿等金属矿物和攀钛透辉石、斜长石和角闪石等脉石矿物组成;矿物中钛磁铁矿和钛铁矿除部分以单体解离态产出外,多呈形态各异的粒状沿脉石的粒间、边缘、裂隙及孔洞填充而构成较为复杂的镶嵌和包裹关系;铁、钛元素在目的矿物中的赋存比例分别为19.87%和51.62%;铁在钛铁矿、攀钛透辉石、角闪石中的赋存比例占78.85%,单体解离度为72.29%,TiO_2在钛铁矿、攀钛透辉石和角闪石的赋存比例占90.94%,单体解离度为71.43%,因此实现钛磁铁矿、钛磁铁矿和攀钛透辉石、角闪石的有效分离是提高铁、钛回收率的关键。

钒钛冶炼尾渣用于混凝土掺合料研究

钒钛冶炼尾渣因含有钒、钛元素使得高钛型高炉渣和含钒钢渣28d活性指数约为65%。同时,含钒钢渣的细度(0.045μm)为20%,这源于其铁、钒、钛三种钙相含量较高导致其易磨性较差。混凝土掺合料利用试验结果表明,在C30和C50强度下高钛型高炉渣的和易性均较好,含钒钢渣的塌落度较大。两者28d抗压强度分别高于粉煤灰28.6%(C30)和9.2%(C50)。

攀钢西昌钒钛基地钢渣综合开发利用展望

西昌钒钛基地的推进,为攀钢实现做大做强钒钛产业具有重要的意义。同时,对固废钢渣资源进行合理、有效的利用,也是钢铁工业实施循环经济的重要环节。

Removal Hg⁰from Flue Gas with Modified VTSS by KBr and KI

Vanadium titanium steel slag (VTSS) containing transition metal can promote the adsorption of Hg0. The method of KBr and KI impregnation was applied to modify VTSS and the properties of the adsorbents were tested. The Hg0 removal tests were carried out with a fixed bed under different conditions. The results showed that the Hg0 adsorption capacity increase with the increasing temperature. The efficiency was highest with KI(3)/VTSS at 20。C and adsorption capacity was 163.4 ug/g after 3 h. The highest Hg0 removal efficiency were 90.6% for KI(3)/VTSS, 73.5% for KBr(10)/VTSS/ VTSS at 120。C, respectively.

钒钛钢渣配制AC-13型沥青混合料的研究

钒钛钢渣具有较好的力学和表面特性,研究了其作为AC-13型沥青混合料集料的可行性。结果认为,钒钛钢渣可以作为AC-13型沥青混合料的集料,该沥青混合料的配合比设计为:钒钛钢渣(4.75~13.2 mm)、钒钛钢渣粉(0.075~4.75 mm)、矿粉三者之比为58∶40∶2,外配油石比最佳比例为4.9%。

钛白废酸和含钒钢渣资源化协同处理研究

钛白废酸和含钒钢渣分别属于钛白粉生产行业与钒钛磁铁矿冶炼行业在生产过程中产生的废弃物,其中钛白废酸因其高浓度的硫酸(高于20%)而被列为危险废弃物,面对钛白废酸和含钒钢渣难以处置所造成的资源浪费和环境问题,本研究提出了首先用冷却法处理钛白废酸,可以有效将钛白废酸中的硫酸含量从26%提高至30%,脱铁率达到70%以上,并产生大量具有经济价值的七水合硫酸亚铁晶体。之后将钛白废酸浸出含钒钢渣,利用单因素变量法得出最佳工艺条件为:渣酸比1∶5(g∶mL),浸出时间2 h,浸出温度60℃,并通过多因素相关性分析得知,三个变量中,仅渣酸比与钒浸出率显著相关,为影响钒浸出率的主要因素,而其余两因素与钒浸出率之间无显著性关系。本研究对钛白废酸及含钒钢渣的资源化综合利用问题提出了更为有效的解决方案,具有较好的应用前景和一定的环境意义。

利用新硫酸和钛白废酸直接酸浸含钒钢渣试验研究

以含钒钢渣为原料,进行新硫酸和钛白废酸直接酸浸提钒研究。首先对试验用含钒钢渣进行成分、结构分析,结果表明:含钒钢渣主要由Ca2SiO4,(MgO)0.593(FeO)0.407,Ca3Fe2(SiO4)3,Ca3(V,Ti)2O7等相结构组成。钒在含钒钢渣中弥散分布在多种矿物中,以V4+价态与元素Ti、Fe、Ca、O元素形成的较为致密的大颗粒的钒钛钙氧化物(Ca3(V,Ti)2O7),是主要的钒富集相。直接酸浸难以破坏其结构,要提高钒的浸出率需要对含钒钢渣进行球磨。元素Ca、Si、V、O等元素形成了硅酸二钙等矿相,这些矿相中钒含量较低且较为分散,但其中V容易被酸直接浸出。含钒钢渣新酸直接浸出表明:常温,搅拌速度200 r/min,硫酸浓度30%,含钒钢渣粒度为-120目(124μm)粒级占比65%,液固比7∶1,酸浸时间1 h时,为较好的酸浸条件,钒的浸出率可以达到79%。上述工艺条件下液固比为5∶1时,以钛白废酸进行浸出时,钒的浸出率达到74%,新硫酸和废酸的钒浸出率相差不大。由于含钒钢渣CaO、FeO含量较高,耗酸量大,以新硫酸浸出,成本太高,而钛白废酸是废弃物,不能直接排放,传统处理工艺是采用碳酸钙中和,采用含钒钢渣中和钛白废酸可以大大消耗钛白废酸用量,降低单独中和废酸的碳酸钙用量,同时将含钒钢渣中的钒提取出来,实现了含钒钢渣的高值化利用。

炉渣对含钒钛铁水/半钢预脱硫的影响

针对攀西地区铁水/半钢预脱硫效果差异的问题,理论分析了脱硫前后炉渣成分以及物相对脱硫的影响。分析结果表明,脱硫后渣中硫含量为高炉渣/提钒渣的4~5倍,脱硫渣中硫以CaS的形式存在,未发现MgS;半钢脱硫渣平均CaO含量较铁水脱硫渣少15%,FeO含量多9%;铁水预脱硫后渣中低熔点物相含量较少,主要是mCaO·nAl2O3(<1400℃),半钢脱硫渣中低熔点物相含量较多,主要是FeO(1369℃)。增加脱硫剂喷入量,可以提高脱硫渣的固硫能力,减少回硫的发生。高炉渣和提钒渣作为顶渣进入预脱硫工序的渣量(以100t铁水计)均在1~2t。

钒钛磁铁矿提钒工艺的研究进展

从钒钛磁铁矿的性质特点及资源特性出发,对其提钒工艺的研究进展进行了评述,并对各种提钒工艺的优缺点进行了讨论分析。直接提钒对高品位的钒钛磁铁矿精矿仍具有市场竞争优势,目前在工业上均采用钠化焙烧工艺;间接提钒法中的钒渣提钒依旧是未来研究的重点,其中钠化焙烧工艺是目前最成熟和应用最广泛的工艺,钙化焙烧在未来有取代钠化焙烧作为主流工艺的趋势,而亚熔盐工艺则为提钒工艺开辟了新途径;间接提钒法中的含钒钢渣提钒目前仍处在研究阶段,其中两步法直接酸浸工艺为含钒钢渣提钒提供了新的研究方向,具有良好发展与应用前景。