鐵礦粉新型抑塵劑及其性能研究
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【摘要】:鋼鐵工業(yè)是我國工業(yè)體系的基礎產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用,,而鐵礦石作為鋼鐵冶煉的最基本原材料,其重要程度也是不言而喻的。但是,我國鐵礦石供應量嚴重不足,在需求遠遠大于供給的背景下,我國成為世界第一大鐵礦石進口國家。同時鑒于我國鐵礦石主要分布在東北和華北地區(qū),而鋼鐵企業(yè)較多集中華北、華東、華南地區(qū)。因此在鐵礦石進口量大、國內(nèi)產(chǎn)需分布不均勻的情況下必然會帶來大量的鐵礦石儲運工作。 然后長期以來,鐵礦粉運輸主要依附于鐵路,且大多采用敞車運輸,在運輸過程中,由于道岔、路基及路軌設施造成的顛簸,再加上車輛運輸產(chǎn)生的風力作用,特別是當列車進入有一定長度的隧道時,由于“活塞風”的作用,會形成瞬間強大的擾動氣流,這使得鐵礦粉在運輸過程中表面的礦粉顆粒極易被擾動而產(chǎn)生大量粉塵污染,嚴重污染沿線了環(huán)境,對周邊城市的空氣環(huán)境構成了嚴重威脅,同時帶來了巨大的經(jīng)濟損失。通過文獻綜述可知,針對鐵礦粉在儲運過程中造成的粉塵污染和資源浪費問題,目前比較實用和新穎的方法是化學抑塵劑法,這一方法已經(jīng)成為抑塵技術的最主要研究方向之一。本論文主要篩選了一種針對鐵礦粉粉塵的抑塵劑,并對其各項性能進行了實驗室研究。 論文首先通過對基料CPT-A,輔料CPT-B、CPT-C粘度和抗壓強度的研究以及實驗室小型噴灑實驗,確定了以1.0%CPT-A和0.5%CPT-B作為鐵礦粉抑塵劑的最佳配方,該抑塵劑的粘度為:50~80mPa·s,抗壓強度≥65KPa,噴灑抑塵劑后形成的固化層厚度約為10~13mm,且水溶性強、易噴灑、成本較低、無二次污染,能夠滿足鐵礦粉抑塵劑的基本要求。 然后論文對新型抑塵劑的配方進行了各項應用性能實驗,研究表明:抑塵劑溶液的平均滲透速率為0.00607mm/s,該抑塵劑溶液在不同溫度下半個小時的滲透深度達到10mm左右,滲透性能良好,且能夠適應外界-10℃~40℃的溫差變化;噴灑抑塵劑的鐵礦粉在30m/s(108km/h)的風速下吹蝕5分鐘,風蝕量最大不超過0.19%;抑塵劑溶液顯中性,對不銹鋼和橡膠的平均腐蝕速率低于蒸餾水對試片的腐蝕速率或與蒸餾水相當,抑塵劑的噴灑對運輸車輛設備無腐蝕作用;抑塵劑在具有良好的抗雨淋效果,噴灑抑塵劑后的固化層能夠經(jīng)受大雨的考驗;噴灑抑塵劑形成的固化層強度能夠經(jīng)受-15℃~40℃溫差的考驗,抑塵劑噴灑過后結膜時間約為5h,能夠在較短時間完成對粉塵污染的控制;抑塵劑幾乎不含有對鐵礦石冶煉有害的元素,且噴灑抑塵劑前后鐵礦粉各項指標元素變化微小,抑塵劑的噴灑對鐵礦石的使用無不利影響;經(jīng)檢測該抑塵劑中含有重金屬元素比生活飲用水標準的規(guī)定值低或相當,抑塵劑噴灑對人體基本沒有不利影響。因此,從實驗室角度出發(fā),該抑塵劑滿足鐵礦粉粉塵抑塵要求。 本論文的研究結果可為其他礦石抑塵劑的進一步研究提供實驗室研究的數(shù)據(jù)參考,該抑塵劑在實際應用中會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益,應用前景廣泛。
【關鍵詞】:鐵礦粉 粉塵 污染 固化層 化學抑塵劑
【學位授予單位】:蘭州交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:TD714.4
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 1 緒論10-23
- 1.1 研究背景10
- 1.2 粉塵相關理論概述10-13
- 1.2.1 粉塵的物理性質11-12
- 1.2.2 起塵捕集理論12-13
- 1.3 化學抑塵劑分類及其抑塵機理13-17
- 1.3.1 粘結型化學抑塵劑14-15
- 1.3.2 濕潤型化學抑塵劑15-16
- 1.3.3 凝聚型化學抑塵劑16-17
- 1.4 國內(nèi)外化學抑塵劑的研究動態(tài)17-21
- 1.4.1 國內(nèi)研究動態(tài)17-20
- 1.4.2 國外研究動態(tài)20-21
- 1.5 本論文的目的和意義21-22
- 1.6 本論文研究的內(nèi)容22-23
- 2 實驗部分及表征方法23-32
- 2.1 實驗原料與試劑23
- 2.2 實驗儀器23-24
- 2.3 鐵礦粉粒徑與風蝕率關系及試樣篩選實驗24
- 2.4 抑塵劑性能測試分析24-27
- 2.4.1 抑塵劑溶液粘度性能測定實驗24-25
- 2.4.2 抑塵劑溶液抗壓性能測定實驗25-26
- 2.4.3 實驗室小型噴灑實驗26-27
- 2.4.4 最佳噴灑量的確定實驗27
- 2.5 鐵礦粉抑塵劑應用性能測試實驗27-32
- 2.5.1 不同溫度下滲透性實驗27-28
- 2.5.2 風洞模擬實驗28-29
- 2.5.3 鐵礦粉抑塵劑 pH 值測定實驗29
- 2.5.4 抑塵劑腐蝕性實驗29-30
- 2.5.5 抗雨淋實驗30-31
- 2.5.6 耐溫、抗凍性能測試實驗31
- 2.5.7 抑塵劑溶液固化時間測試實驗31
- 2.5.8 鐵礦粉抑塵劑對礦物的性能影響測試實驗31
- 2.5.9 鐵礦粉抑塵劑毒理指標實驗31-32
- 3 實驗結果與討論32-59
- 3.1 鐵礦粉粒徑與風蝕率關系及試樣篩選實驗32-34
- 3.2 抑塵劑性能測試分析34-47
- 3.2.1 抑塵劑溶液粘度性能測定實驗34-39
- 3.2.2 抑塵劑溶液抗壓強度性能測定實驗39-44
- 3.2.3 實驗室噴灑實驗44-45
- 3.2.4 最佳配方選取實驗45-46
- 3.2.5 最佳噴灑量確定實驗46-47
- 3.3 鐵礦粉抑塵劑應用性能測試實驗47-57
- 3.3.1 不同溫度下滲透性實驗47
- 3.3.2 風洞模擬實驗47-50
- 3.3.3 pH 值測定結果及分析50
- 3.3.4 抑塵劑腐蝕性實驗50-51
- 3.3.5 抗雨淋實驗51-53
- 3.3.6 耐溫、抗凍性測試實驗53-54
- 3.3.7 抑塵劑溶液固化時間測試實驗54-55
- 3.3.8 鐵礦粉抑塵劑對礦物的性能影響測試實驗55-57
- 3.3.9 鐵礦粉抑塵劑毒理指標實驗57
- 3.4 本章小結57-59
- 3.4.1 抑塵劑性能表征小結57-58
- 3.4.2 抑塵劑應用性能表征小結58-59
- 結論及不足59-60
- 致謝60-61
- 參考文獻61-64
- 攻讀學位期間的研究成果64
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