本文關(guān)鍵詞：鋼渣微波還原技術(shù)及其綜合利用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鋼渣是原料在煉鋼爐中各元素被氧化后生成的氧化物之間相互固溶、混合所形成的混合物,而中國(guó)作為世界第一大鋼產(chǎn)量國(guó)家,如何對(duì)其鋼渣的高效回收利用將具有重要的意義。本研究以寧夏鋼鐵公司的轉(zhuǎn)爐鋼渣為原料,分別以炭黑和高碳粉煤灰為還原劑,采用微波加熱的方式對(duì)鋼渣進(jìn)行還原,還原出的鋼渣采用濕式弱磁選工藝進(jìn)行磁選,磁選物質(zhì)用作煉鋼原料,重新回爐煉鋼,磁選尾渣用于制作鋼渣水泥,如此則形成以廢治廢,對(duì)節(jié)約成本和綠色環(huán)保有重要的意義。本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行了研究。第一、轉(zhuǎn)爐鋼渣塊經(jīng)過鄂式破碎,對(duì)其進(jìn)行干式手工磁選,磁選尾渣即為本研究的原鋼渣,通過化學(xué)分析和X射線衍射分析(XRD)對(duì)原鋼渣進(jìn)行分析,得出本鋼渣的主要化學(xué)組成為CaO、SiO_2、FeO、Fe_2O_3和MgO等,主要礦物相為硅酸二鈣(C2S)、硅酸三鈣(C3S)和鈣鐵相;鋼渣中全鐵含量高達(dá)23.30%(以Fe_2O_3記),主要以鈣鐵相、鎂鐵尖晶石、氧化態(tài)(FeO、Fe_2O_3、Fe3O4)和少量的單質(zhì)鐵的形式存在;采用Jade6.5對(duì)本鋼渣進(jìn)行全譜擬合精修發(fā)現(xiàn)鋼渣中膠凝相β-C2S、C3S、α′-C2S三者含量達(dá)到61.1%,有利于制備鋼渣水泥;采用Factsage6.4熱力學(xué)軟件對(duì)鋼渣中鐵相與碳粉發(fā)生還原反應(yīng)的條件進(jìn)行計(jì)算得出,在t602.3℃時(shí),Fe_2O_3可以首先被還原成單質(zhì)鐵,t771.4℃,鋼渣中所有鐵相均可以被還原。第二、以Factsage6.4熱力學(xué)軟件為依據(jù),在不同還原劑、反應(yīng)溫度、保溫時(shí)間、碳含量的條件下對(duì)鋼渣的微波還原進(jìn)行了研究。研究表明:還原劑為炭黑,反應(yīng)溫度在850℃,保溫時(shí)間30min,炭黑含量為鋼渣含量的4%的條件下,鋼渣還原的效果最好,金屬化率可達(dá)88.28%;還原劑為高碳粉煤灰時(shí),對(duì)其反應(yīng)溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果與炭黑還原的結(jié)果相一致,在此優(yōu)化工藝下金屬化率達(dá)到89.56%。以掃描電鏡對(duì)還原產(chǎn)物進(jìn)行背散射掃描及能譜分析,可以看出還原產(chǎn)物中單質(zhì)鐵彌散分布,最大直徑可達(dá)30μm,且純度較高,第三、對(duì)還原產(chǎn)物進(jìn)行濕式弱磁選工藝進(jìn)行磁選,得出炭黑還原產(chǎn)物和高碳粉煤灰還原產(chǎn)物均在0.074T的磁場(chǎng)條件下磁選效果最好,磁選鐵品位分別達(dá)到66.79%、64.82%,回收率達(dá)到55.31%、52.82%。尾渣進(jìn)行鋼渣水泥試驗(yàn)研究,對(duì)鋼渣水泥的初終凝時(shí)間、安定性能以及膠砂強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定,鋼渣摻量在50%以內(nèi)其安定性均為合格,當(dāng)鋼渣的加入量超過30%,鋼渣水泥的初終凝時(shí)間出現(xiàn)明顯的延長(zhǎng),不利于用作鋼渣水泥,在鋼渣摻量30%,粉煤灰摻量10%的條件下對(duì)鋼渣水泥的膠砂性能進(jìn)行測(cè)定,測(cè)得28d的抗折強(qiáng)度以及抗壓強(qiáng)度分別為6.22MPa、33.62 MPa,達(dá)到32.5水泥的強(qiáng)度指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)爐鋼渣 微波 還原 磁選 鋼渣水泥
【學(xué)位授予單位】：北方民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X757
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 鋼渣的概述10
• 1.2 轉(zhuǎn)爐鋼渣的基本性質(zhì)10-12
• 1.2.1 轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成分礦物組成10-11
• 1.2.2 鋼渣的膠凝活性以及研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 鋼渣的穩(wěn)定性11-12
• 1.3 微波的概述12-13
• 1.3.1 微波的加熱原理12
• 1.3.2 微波加熱的特點(diǎn)12-13
• 1.4 微波加熱還原的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.5 論文研究的目的與意義14
• 1.6 實(shí)驗(yàn)研究的工藝流程與內(nèi)容14-16
• 第二章 鋼渣的相組成分析16-22
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及化學(xué)試劑16-17
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備16-17
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑藥品17
• 2.2 轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)組成及物相分析17-21
• 2.2.1 轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)組成17-18
• 2.2.2 鋼渣的物相組成18-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 鋼渣系統(tǒng)的熱力學(xué)反應(yīng)過程研究22-27
• 3.1 反應(yīng)熱力學(xué)函數(shù)計(jì)算原理22
• 3.2 鋼渣還原反應(yīng)熱力學(xué)函數(shù)22-26
• 3.2.1 FeO_X與C發(fā)生還原反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)24-25
• 3.2.2 Ca_2Fe_2O_5及MgFe_2O_4與C發(fā)生還原反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)25-26
• 3.3 本章小結(jié)26-27
• 第四章 鋼渣與炭黑的微波還原反應(yīng)研究27-38
• 4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備試劑及實(shí)驗(yàn)方案27-29
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)所用試劑藥品27-28
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備28
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)方案28-29
• 4.2 結(jié)果與討論29-37
• 4.2.1 金屬鐵含量的測(cè)定方法29-30
• 4.2.2 原料的吸波性能比較30-31
• 4.2.3 炭黑對(duì)鋼渣的還原研究31-37
• 4.3 本章小結(jié)37-38
• 第五章 高碳粉煤灰對(duì)鋼渣的微波還原反應(yīng)研究38-49
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備試劑及實(shí)驗(yàn)方案38-40
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備38-39
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品試劑39
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)方案39-40
• 5.2 結(jié)果與討論40-47
• 5.2.1 高碳粉煤灰的化學(xué)組成及物相分析40-41
• 5.2.2 鋼渣與粉煤灰的還原研究41-45
• 5.2.3 還原后的鋼渣的能譜分析45-47
• 5.3 本章小結(jié)47-49
• 第六章 鋼渣的磁選工藝研究49-54
• 6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備試劑及實(shí)驗(yàn)方案49-50
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備49-50
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)所用試劑藥品50
• 6.1.3 實(shí)驗(yàn)方案50
• 6.2 結(jié)果討論50-53
• 6.2.1 原鋼渣的磁選50-51
• 6.2.2 炭黑還原產(chǎn)物的磁選51-52
• 6.2.3 粉煤灰還原產(chǎn)物的磁選52-53
• 6.3 本章小結(jié)53-54
• 第七章 鋼渣水泥的制備以及性能研究54-58
• 7.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備試劑及實(shí)驗(yàn)方案54-55
• 7.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備54
• 7.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑藥品54-55
• 7.1.3 實(shí)驗(yàn)方案55
• 7.2 結(jié)果與討論55-57
• 7.2.1 鋼渣摻量對(duì)水泥初終凝時(shí)間及安定性的影響55-56
• 7.2.2 鋼渣水泥膠凝性能的測(cè)定56-57
• 7.3 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 1、研究成果58
• 2、創(chuàng)新點(diǎn)58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-64
• 作者簡(jiǎn)介64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：284073