發(fā)布時間：2020-11-01 03:39

　　 鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的鋼渣,同時排放許多溫室氣體CO_2。由于鋼渣具有水化活性,可作為水泥混合材應(yīng)用于建筑材料,但其制品安定性存在隱患。利用碳酸化技術(shù)處理鋼渣,能夠?qū)崿F(xiàn)CO_2的捕集與封存,同時改善鋼渣制品的安定性。本文對不同組成成分、細(xì)度的鋼渣粉進(jìn)行碳酸化處理,測定鋼渣的水化活性和對應(yīng)試件壓蒸安定性,探究鋼渣制品安定性的影響因素和碳酸化對鋼渣水化活性的影響,同時對影響安定性的主要成分過燒氧化鈣的水化規(guī)律進(jìn)行探索。主要工作和取得的研究成果如下:1、鋼渣的膨脹與成分和細(xì)度有關(guān)。鋼渣的成分波動較大,不同成分的鋼渣中CaO和MgO等膨脹組分含量也各不相同,鈣鎂含量高的鋼渣,壓蒸安定性較差。適宜的粉磨時間可顯著增大鋼渣的細(xì)度,降低鋼渣制品的膨脹率,改善制品壓蒸安定性。試驗表明,粉磨時間的延長不會持續(xù)增大鋼渣細(xì)度,但對應(yīng)試件的膨脹率仍會降低。2、碳酸化反應(yīng)消耗鋼渣中的硅酸二鈣(C_2S)、硅酸三鈣(C_3S)、氧化鈣(CaO)和氫氧化鈣(CH)等礦物,生成碳酸鈣(C(?))�；钚越M分C_2S、C_3S的消耗,降低了鋼渣的水化活性,加水量和碳酸化反應(yīng)時間對鋼渣的水化活性影響不大。3、鋼渣的碳酸化反應(yīng)程度、f-CaO和f-MgO消解速度和試件壓蒸安定性的關(guān)系。原鋼渣中f-CaO和f-MgO的含量分別為2.54%和3.8%。當(dāng)鋼渣比表面積為275.16 m~2/kg時,碳酸化反應(yīng)60 min后,碳酸化增重率為7.07%,鋼渣中此時試件的壓蒸安定性仍不合格;當(dāng)比表面積為483.58 m~2/kg時,當(dāng)碳酸化增重率達(dá)到8.63%,鋼渣中f-CaO含量降至0.84%,f-MgO含量降至2.4%,試件的壓蒸安定性合格;當(dāng)比表面積為531.66 m~2/kg,當(dāng)碳酸化增重率達(dá)到6.83%,鋼渣中f-CaO含量為1.14%,f-MgO含量為2.8%,試件的壓蒸安定性合格。4、XRD定量分析表明,碳酸化反應(yīng)消耗了鋼渣中的部分游離氧化鎂(f-MgO),生成含鎂方解石(Ca_x Mg_(1–x)CO_3),鋼渣中f-MgO壓蒸后并未形成氫氧化鎂(MH)。5、用C(?)燒制過燒CaO時,延長保溫時間會使CaO的水化活性顯著減低;Fe元素或Fe、Al元素同時存在均會對CaO的水化起到抑制作用;CH晶粒尺寸隨著CaO水化時間延長而增加,在10-20 min之間增加最為顯著,且CH晶體在逐漸長大的同時發(fā)生堆疊,生成顆粒粗大的塊狀CH晶體,單獨的Al元素對CaO的水化活性影響不大,但會使CH晶體的晶粒尺寸增長更快。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X757;TQ172.44
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究意義和應(yīng)用價值
        1.1.1 課題的研究意義
        1.1.2 課題的應(yīng)用價值
    1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢
        1.2.1 礦物碳酸化研究進(jìn)展
        1.2.2 鋼渣綜合利用現(xiàn)狀
        1.2.3 鋼渣碳酸化研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題及本論文研究目標(biāo)
        1.3.1 存在的問題
        1.3.2 本論文研究目標(biāo)
    1.4 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
            1.4.1.1 不同參數(shù)變化與鋼渣制品安定性及水化活性的關(guān)系
            1.4.1.2 碳酸化鋼渣作為混合材的試件的安定性
            1.4.1.3 過燒CaO的微觀形貌及其水化活性
        1.4.2 技術(shù)路線圖
2 鋼渣的碳酸化反應(yīng)與水化活性
    2.1 原材料
    2.2 安定性實驗
        2.2.1 實驗方法
        2.2.2 實驗結(jié)果
    2.3 鋼渣碳酸化對水化活性的影響
        2.3.1 試件制備和測試
        2.3.2 鋼渣的碳酸化增重率
        2.3.3 鋼渣碳酸化前后礦物組成分析
        2.3.4 加水量對碳酸化效率的影響
        2.3.5 碳酸化對鋼渣水化活性的影響
    2.4 本章小結(jié)
3 鋼渣制品安定性影響因素
    3.1 礦物組成對鋼渣制品安定性影響
        3.1.1 兩種鋼渣的化學(xué)組成分析
        3.1.2 兩種鋼渣的安定性分析
    3.2 細(xì)度對鋼渣制品安定性影響
        3.2.1 鋼渣細(xì)度表征
        3.2.2 試件的壓蒸測試
    3.3 本章小結(jié)
4 細(xì)度和碳酸化反應(yīng)程度對鋼渣制品安定性的影響
    4.1 原材料
    4.2 樣品的制備與表征
        4.2.1 樣品的制備
        4.2.2 樣品的表征
    4.3 不同細(xì)度鋼渣的碳酸化及其安定性
        4.3.1 鋼渣/水泥試件的壓蒸膨脹率
        4.3.2 鋼渣碳酸化增重率分析
        4.3.3 碳酸化反應(yīng)前后鋼渣f-CaO含量分析
        4.3.4 碳酸化反應(yīng)前后鋼渣TG/DTG分析
        4.3.5 鋼渣的碳酸化速度
        4.3.6 碳酸化對鋼渣中物相組成的影響
        4.3.7 壓蒸前后鋼渣/水泥試件的水化產(chǎn)物分析
        4.3.8 壓蒸前后鋼渣的SEM分析
    4.4 本章小結(jié)
5 過燒CaO的水化活性
    5.1 過燒CaO的水化活性與保溫時間關(guān)系
    5.2 元素?fù)诫s對過燒CaO微觀結(jié)構(gòu)的影響
        5.2.1 鋁元素對過燒CaO微觀結(jié)構(gòu)的影響
        5.2.2 鐵元素對過燒CaO微觀結(jié)構(gòu)的影響
        5.2.3 鐵和鋁元素對過燒CaO微觀結(jié)構(gòu)的影響
    5.3 過燒CaO的水化活性研究
        5.3.1 純過燒CaO的水化
        5.3.2 元素?fù)诫s對過燒CaO水化活性的影響
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
參與學(xué)術(shù)會議情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 房延鳳;張婷婷;常鈞;;鋼渣不同礦物的加速碳化[J];電子顯微學(xué)報;2015年06期

2 曠渝訓(xùn);;鋼渣的生成及熱悶處理淺析[J];科技信息;2013年24期

3 張朝暉;廖杰龍;巨建濤;黨要均;;鋼渣處理工藝與國內(nèi)外鋼渣利用技術(shù)[J];鋼鐵研究學(xué)報;2013年07期

4 任奇;王穎杰;李雙林;;鋼渣處理與綜合利用技術(shù)[J];鋼鐵研究;2012年01期

5 常鈞;吳昊澤;;鋼渣碳化機(jī)理研究[J];硅酸鹽學(xué)報;2010年07期

6 謝光薦;趙亮;石擁軍;;重鋼鋼渣處理工藝研發(fā)及綜合利用[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年04期

7 吳昊澤;張林菊;葉正茂;程新;常鈞;鄭文軍;;水分對鋼渣碳化的影響[J];濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年03期

8 曾建民;崔紅巖;向華;;鋼渣處理技術(shù)進(jìn)展[J];江蘇冶金;2008年06期

9 張云鵬;張旭;李瑞麗;韋傳穩(wěn);;國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)鋼渣資源利用及技術(shù)新進(jìn)展[J];江蘇冶金;2007年06期

10 包煒軍;李會泉;張懿;;溫室氣體CO_2礦物碳酸化固定研究進(jìn)展[J];化工學(xué)報;2007年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 房延鳳;鋼渣中堿性礦物碳酸化及產(chǎn)物衍變規(guī)律研究[D];大連理工大學(xué);2017年

本文編號：2864983