【摘要】：我國(guó)是鋼鐵生產(chǎn)大國(guó),每年產(chǎn)生大量的鋼渣排放。長(zhǎng)期以來,我國(guó)的鋼渣利用率低,國(guó)內(nèi)積存鋼渣已有1億噸以上,且每年仍以數(shù)千萬噸的排渣量遞增,大量鋼渣堆積成渣山,不僅占用大量土地,也是我國(guó)工業(yè)固體廢棄物造成大氣環(huán)境污染的一種來源。鋼鐵生產(chǎn)過程也排放大量二氧化碳。因此利用鋼渣中的鈣鎂組分與二氧化碳發(fā)生碳酸化反應(yīng),生產(chǎn)穩(wěn)定的碳酸鹽產(chǎn)品,不僅可以大規(guī)模固定CO2,也可以使得鋼渣的物化性能得到改變,從而實(shí)現(xiàn)鋼渣資源的綜合利用,由此對(duì)我國(guó)環(huán)保事業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。本文針對(duì)我國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生大量冶金固體廢渣無法有效利用以及大量CO2排放現(xiàn)狀,研究了基于碳酸化技術(shù)的鋼渣固碳及其資源化綜合利用路徑,系統(tǒng)開展了低濃度堿介質(zhì)體系強(qiáng)化鋼渣直接碳酸化固定C02,鋼渣在間接碳酸化固定二氧化碳多相復(fù)合介質(zhì)體系中的浸出行為,以及不同處理方式鋼渣制備新型建材的應(yīng)用研究。具體研究如下： (1)開展了低濃度堿介質(zhì)體系強(qiáng)化鋼渣直接碳酸化固定CO2新工藝的研究,深入開展了工藝條件考查及初步反應(yīng)機(jī)理研究。研究結(jié)果表明：在反應(yīng)溫度80℃,堿渣比4%,液固比2：1,攪拌轉(zhuǎn)速450rpm,反應(yīng)時(shí)間2h的工藝條件下,可實(shí)現(xiàn)鋼渣固碳量達(dá)16.67g CO2/100g鋼渣,比常規(guī)水介質(zhì)體系提高50%以上。鋼渣直接碳酸化反應(yīng)過程的主要活性組分為含鈣硅酸鹽,而鋼渣中含鈣鐵酸鹽難以發(fā)生碳酸化反應(yīng)。 (2)圍繞多相復(fù)合介質(zhì)體系強(qiáng)化鋼渣間接碳酸化固定CO2聯(lián)產(chǎn)高附加值碳酸鹽產(chǎn)品新工藝,深入研究了多相復(fù)合反應(yīng)介質(zhì)直接循環(huán)過程鋼渣主要元素的浸出行為,并研究了多相復(fù)合反應(yīng)介質(zhì)體系鋼渣選擇性浸出動(dòng)力學(xué)。研究表明,多相復(fù)合反應(yīng)介質(zhì)體系中乙酸鈣含量對(duì)鋼渣中鈣、鎂、錳元素的浸出行為影響較大,而對(duì)鋁、鐵、硅元素的影響較小,鋼渣中的有毒重金屬元素釩、鉻幾乎沒有浸出。建立了多相復(fù)合反應(yīng)介質(zhì)體系鋼渣選擇性浸出動(dòng)力學(xué)模型,結(jié)果表明鋼渣選擇性浸出過程受化學(xué)反應(yīng)控制,在不同初始乙酸鈣濃度下,其表觀活化能為27.53～40.04kJ/mol。 (3)探索了直接碳酸化固碳鋼渣與間接碳酸化浸出殘?jiān)鼜?fù)合制備吸聲建材的可能性。結(jié)果表明：鋼渣顆粒的粒徑、水泥添加比例、制樣壓力以及制備的吸聲建材厚度對(duì)建材產(chǎn)品的吸聲性能影響較大,采用直接碳酸化固碳鋼渣替代部分水泥可以制備出吸聲性能和抗壓性能良好的吸聲建材。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU552;X757

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2535014