首钢废塑料处理新工艺的研究进展

首钢集团针对目前焦化工艺处理废塑料的技术现状,提出了废塑料处理新工艺,并进行了系统的理论研究与工业应用研究。研究结果表明,首钢废塑料处理新工艺打破了国际上"炼焦配煤添加废塑料与提高焦炭质量不可兼得"的观念,开发出对焦化和环境都有利的"利用焦化工艺处理废塑料新技术"。这项技术,不仅在满足焦炭质量要求的前提下扩大了炼焦配煤中添加废塑料的比例(≤4%,质量分数,下同),而且在限定废塑料添加比例(≤2%)的条件下提高了焦炭质量,为科学、合理、经济地治理"白色污染"提供了理论依据和工程经验。

NID脱硫工艺在首钢电力厂的应用研究

北京成功申办2008年夏季奥运会后,为实现绿色奥运的承诺,逐年提高大气质量标准。为减少电力厂燃煤锅炉产生的SO2和烟尘污染,改善大气环境质量,首钢集团投资4590万元,由武汉凯迪蓝天科技有限公司总承包,采用半干法脱硫工艺进行治理。本文通过对首钢采用的NID脱硫工艺的研究,总结了工艺运行中的问题和解决思路,以期为工艺的广泛使用提供参照数据。

低品位初选渣钢提纯工艺在首钢中的应用

介绍了首钢迁安循环经济产业园以低品位的初选渣钢为原料，采用一套闭路循环生产工艺流程，对于不同粒度的初选渣钢分别经干法自磨、湿法球磨，物料筛分，湿式磁选等工序，获得三种高效优质和高附加值的产品，即可用于电炉炼钢的含铁大于90％的优质豆钢和含铁量大于85％的优质块钢，用于炼铁的高品位铁精粉。整个工艺中水循环利用不外排，实现了对粒径0～300mm渣钢的连续性规模化生产，充分回收利用了资源，减少了环境污染，具有显著的社会效益和经济效益。

钢渣矿渣掺合料对水泥性能的影响

研究了钢渣的掺入量对水泥浆体性能的影响,以及钢渣单掺和钢渣与矿渣复掺对水泥胶砂强度的影响。结果表明:钢渣的掺入可以改善水泥浆体的流动性,凝结时间随钢渣掺量增加而延长。单掺钢渣时,水泥胶砂强度下降明显。钢渣与矿渣复掺会相互激发、相互促进水化,水泥胶砂强度变化不大,且钢渣在复合粉中的比例为20%,替代水泥量为50%时,28 d强度已超过基准样。

钢渣-矿渣复合微粉的活性试验研究

研究了改变钢渣与矿渣微粉比例以及钢渣微粉比表面积对混合材的机械激发性能,同时考察了自行研制的KYH-8、KYH-9和KYH-10三种激发剂对复合微粉的化学激发,并通过X射线衍射(XRD)、偏光显微(PLM)和电子扫描电镜(SEM)对复合微粉材料进行了结构分析。试验结果表明,复合渣微粉中钢渣的比例越大,钢渣矿渣复合粉的活性越低;钢渣微粉比表面积在400～500 m2/kg时,钢渣微粉细度增加,复合微粉活性有所提高;复合微粉在早期只是填充于水泥石之间,起填充剂的作用,后期逐渐水化;0.01 mol/L KYH-10激发剂对钢渣与矿渣微粉比例为32∶的复合微粉激发效果表现最佳,复合微粉7 d活性指数达到85%以上,28 d活性指数可以达到104%。

钢渣在水泥和混凝土中资源化利用的研究进展

简要介绍了钢渣的化学成分、矿物组成和胶凝性能,并对钢渣活性激发方式作了分析。综述了国内外钢渣在水泥和混凝土领域的研究现状,认为钢渣作为矿物掺合料是实现钢渣资源化利用的最重要途径,同时提出了铜渣在水泥和混凝土领域今后的研究发展方向。

机械激发对钢渣矿渣微粉活性的影响

将比表面积为400、450、500 m2/kg的钢渣粉进行活性指数试验,并将比表面积为450 m2/kg的钢渣粉与400、450、500 m2/kg三种矿渣粉复合,研究钢渣矿渣复合微粉的活性。试验结果表明：比表面积为500 m2/kg的钢渣粉活性可达一级粉要求。钢渣和矿渣比表面积为450 m2/kg,钢渣掺量在复合微粉为20%~30%时,复合微粉活性可达到或接近S95级,可满足混凝土结构强度设计要求。同时,对复合微粉水化产物微观形貌进SEM观察,以判断复合微粉的水化情况。

采用煤矸石基β-SiAlON制备β-SiAlON-SiC复合材料

首先,以煤矸石基β-SiAlON粉(以煤矸石和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法合成)、硅粉、铝粉和α-Al2O3微粉为原料,采用二次氮化法制备了β-SiAlON材料,研究了原料配比、合成温度以及煤矸石基β-SiAlON粉纯度对β-SiAlON材料性能的影响。然后,选择二次氮化制备β-SiAlON材料的合适工艺参数,分别以不同量(质量分数分别为30%、50%和70%)SiC取代煤矸石基β-SiAlON粉,制备了不同复合比例的β-SiAlON-SiC材料。结果表明:(1)在二次氮化制备β-SiAlON材料时,增加Si粉、Al粉和α-Al2O3微粉加入量以及提高合成温度均有利于提高β-SiAlON的常温抗折强度和体积密度,降低其显气孔率;采用未除杂的煤矸石基β-SiAlON粉有利于β-SiAlON的强度。(2)在制备β-SiAlON-SiC复合材料时,SiC的最佳加入量(质量分数)为50%。

采用煤矸石和用后Al_2O_3-SiC-C铁沟料合成β-SiAlON

在热力学分析的基础上,以用后Al2O3-SiC-C铁沟料、煤矸石和活性炭为主要原料,采用碳热还原氮化法合成了β-SiAlON。详细讨论了合成温度(1 723和1 823 K)、活性炭加入量(理论需碳量、过量15%、过量30%和过量45%)、Si与Al元素摩尔比(分别为3:3,3.5:2.5和4:2)和煤矸石种类(低碳煤矸石和高碳煤矸石)对合成β-SiAlON的影响,并采用XRD、SEM和EDS等对合成产物进行分析。结果表明:(1)当合成温度由1 723 K增加到1 823 K时,合成后试样中β-SiAlON相含量增加,O’-SiAlON和α-Al2O3的含量降低;(2)加入过量的活性炭有利于合成后试样中β-SiAlON相含量的增加;(3)随着Si、Al元素摩尔比的增大,合成后试样中β-SiAlON相含量增多;(4)采用低碳煤矸石的试样中β-SiAlON相含量高于采用高碳煤矸石的,其原因是配料时前者中配入的活性炭更多,而活性炭的活性较高,更有利于促进碳热还原氮化反应的进行。

电吸附除盐技术用于首秦公司回用水中试研究

采用电吸附除盐设备,对首秦公司废水处理厂出水除盐,处理能力为2.2m3/h。试验主要分为两个阶段,第一阶段为一级处理,试验结果表明产水率达到78.4%,平均除盐率达到82%。第二阶段为两级处理,总产水率为85.8%,除盐率超过85%,同时两阶段试验表明电吸附技术对氟离子、氯离子以及硬度均有比较好的去除效果。

β-SiAlON晶须的诱导合成和生长机制研究

以β-SiAlON粉料为晶种,SiC为基体,加入Si粉、Al粉和Al2O3粉在1900 K氮气气氛下合成β-SiAlON晶须,研究了晶须的显微结构、相组成和晶须增韧SiC复合材料的力学性能,并结合热力学研究了晶须的生长机制。结果表明:(1)以β-SiAlON粉料为诱导晶种时可以合成β-SiAlON晶须材料,其生长机制为VLS机制和VS机制;(2)当以VLS机制生长时,晶须合成z值为1.56,直径约为200～300 nm,呈柱状和纤维状,当以VS机制生长时,晶须合成z值为1.76,直径为0.5～1.5μm,呈柱状和竹节状,发育较为规则;(3)晶须相可有效提高复合材料的力学性能,相同组成的复合材料中,当β-SiAlON晶须相的含量较高时,材料可以在气孔率较高(32.1%)条件下获得了较好的抗折强度(55.2 MPa)。

废轮胎与煤共焦化焦油分析

用色谱-质谱联检技术(GC-MS)检测配煤与废轮胎及其共焦化焦油,研究废轮胎对煤焦油收率和质量影响。研究表明:废轮胎单独焦化焦油主要由C6～C11的脂肪烃、脂环烃和苯类物质所组成,比首钢炼焦配煤单独炼焦焦油质轻;在配煤中添加3%废轮胎共焦化时,两者间有协同效应,使焦油收率提高,对焦油组分中酚类、酯类物质影响最为显著,使焦油轻质化;同条件下废轮胎粒度影响焦油收率及焦油中的各组分,但影响力度不一。

废塑料与煤共焦化所得焦油成分分析

介绍了废塑料与煤共焦化2kg模拟焦炉实验,并用色谱质谱联检仪(GC/MS)对实验所得煤焦油、塑料焦油和共焦化焦油进行了分析,结果表明:与纯煤焦油相比,废塑料与煤共焦化所得焦油苯类增加4.840%,萘类增加4.172%,酚类增加8.754%,烷烃类减少4.446%,烯烃类减少16.472%;碳原子数小于10的轻质油组分增加4.123%,而对碳原子数为11～18的中质油组分影响不明显;废塑料与煤共焦化使得焦油芳香族烃含量增加,轻质油含量增加,焦油组成呈现'环构化'和'轻质化'趋势.

以用后硅砖、黏土砖和滑板砖为原料合成莫来石

以用后Al2O3-C滑板砖、用后硅砖和用后黏土砖为原料合成莫来石,研究了原料种类(用后滑板砖+用后硅砖、用后滑板砖+用后黏土砖),Al2O3、SiO2摩尔比(3.5:2、3:2和2.5:2)和合成温度(1550、1600℃)对合成莫来石材料的相组成、显微结构和抗折强度的影响。结果表明:1)以用后滑板砖+用后硅砖或用后滑板砖+用后黏土砖为原料,在1550或1600℃保温4h均可以合成出莫来石材料。2)最适宜的合成工艺参数为:以用后滑板砖和用后黏土砖为原料,按Al2O3、SiO2摩尔比为3.5:2配料,在1600℃保温4h煅烧。3)以最适宜的工艺参数合成的试样中,主晶相莫来石的相对含量达96.3%,次晶相为少量的刚玉,无石英相存在;莫来石晶体的长径比大,彼此均匀交联,结构较为致密;试样的抗折强度达65MPa。

焦炉煤气综合利用技术

焦炉煤气是焦化行业重要的副产品,其中的氢气和甲烷是工业行业极其宝贵的资源,但是目前我国高附加值利用焦炉煤气的比例很少。针对目前国内外焦炉煤气的利用现状,综述了焦炉煤气普遍应用的领域和途径,以期对我国焦化行业焦炉煤气高附加值利用提供指导。

钢渣尾渣快速稳定化基础研究

炼钢过程中通常会有一部分未熔石灰,导致钢渣中残留游离氧化钙(f-CaO)高达5%～10%。这部分f-CaO经受了1600℃以上的高温煅烧,结构致密,晶粒粗大,给钢渣的资源化利用带来了极大的困难。这种f-CaO水化极为缓慢。

钢铁企业废弃耐火材料的再利用工艺

综述了钢铁企业废弃耐火材料回收处理现状,分析了首钢废弃耐火材料的来源和分类,并提出了一种废弃耐火材料的集中再利用工艺。

炼焦型煤粘结剂的研究

用粒经小于0.2mm的长焰煤、焦粉与焦油按一定比例混合,制得生产冶金焦的型煤粘结剂。配入1#煤浆粘结剂10%和3#煤浆粘结剂8%生产型煤,均可得到较高冷强度的型煤。该粘结剂配煤制得的型煤成型率为60%～75%,抗压强度大于100N/个,落下强度大于90%,满足了炼焦型煤生产、运输和装炉过程中的强度要求。

几种煤的基氏流动度浅析

通过测定几种常用炼焦煤的基氏流动度,分析了不同煤种的基氏流动度曲线差异与特性指标不同的原因。结合粘结指数G值,对应用基氏流动度作为配煤指标的可能性进行了探讨,并指出了基氏流动度在炼焦配煤中的作用。

轧钢铁鳞资源化利用技术及铁鳞脱油新思路

主要综述了轧钢铁鳞的资源化利用技术以及含油铁鳞的脱油技术,提出了一种可以实现零污染的铁鳞清洁脱油方法,为含油铁鳞进一步高附加值开发利用提供思路。