本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐鋼渣碳熱還原自粉化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：轉(zhuǎn)爐鋼渣微粉化是鋼渣資源化大宗量應(yīng)用的有效途徑之一,然而制約鋼渣微粉化的主要問題是其易磨性較差。研究表明,轉(zhuǎn)爐鋼渣含有30%~60%的硅酸鹽類礦物,主要為硅酸二鈣(簡稱C2S)。多晶型C2S在725℃時發(fā)生等溫相變,結(jié)構(gòu)由β-C2S向γ-C2S轉(zhuǎn)變,過程伴隨著11%左右的體積膨脹,產(chǎn)生的強(qiáng)烈內(nèi)應(yīng)力可使鋼渣自粉化,從而改善轉(zhuǎn)爐鋼渣的易磨性。然而,實際鋼渣中由于磷的存在,抑制了渣中C2S的晶型轉(zhuǎn)變,從而使鋼渣的自粉化較難實現(xiàn)。此外,目前轉(zhuǎn)爐鋼渣資源化利用最常見的途徑是回收渣中的殘鐵。轉(zhuǎn)爐鋼渣含有20%~30%左右的氧化鐵,如能實現(xiàn)這部分鐵的有效回收,將切實提高轉(zhuǎn)爐鋼渣的資源化應(yīng)用水平。本論文在前期合成鋼渣自粉化實驗基礎(chǔ)上,提出了利用碳熱還原方法實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣自粉化和加強(qiáng)渣中鐵回收的鋼渣資源化新思路。通過碳熱還原方式,將固溶于C2S中的磷還原,降低其對渣中C2S晶型轉(zhuǎn)變的抑制,促進(jìn)轉(zhuǎn)爐鋼渣的自粉化,提高鋼渣易磨性,同時又能提高自粉化渣中金屬鐵等的收得率,進(jìn)一步回收渣中有價資源。本論文實驗使用含碳82.06%的煤粉作為還原劑,研究了不同碳熱還原條件對實際轉(zhuǎn)爐鋼渣自粉化和鐵收得率的影響。通過對非改質(zhì)鋼渣和改質(zhì)鋼渣的碳熱還原實驗,分析了煤粉加入量、還原溫度、保溫時間、堿度等條件對鋼渣碳熱還原結(jié)果的影響,從鋼渣自粉化率、鐵收得率兩個指標(biāo)評價還原效果,確定了轉(zhuǎn)爐鋼渣合適的還原條件,以實現(xiàn)較好的轉(zhuǎn)爐鋼渣自粉化和鐵回收雙重效果。本論文實驗結(jié)果表明,轉(zhuǎn)爐鋼渣碳熱還原,其實驗溫度越高,保溫時間越長,煤粉加入量越多,則鋼渣的還原脫磷效果越強(qiáng),鋼渣自粉化率越好,鐵回收率也越高。(1)對非改質(zhì)轉(zhuǎn)爐鋼渣:在煤粉加入量20%、保溫時間30min條件下,還原溫度從1400℃升高到1600℃,則鋼渣自粉化率從20.75%上升到22.77%;在還原溫度1600℃、煤粉加入量20%條件下,保溫時間從30min增加到60min,則鋼渣自粉化率從22.77%上升到23.52%;在還原溫度1600℃、保溫時間40min條件下,煤粉加入量從30%增加到50%,則鋼渣自粉化率從24.61%上升到29.09%。直接碳熱還原非改質(zhì)轉(zhuǎn)爐原渣,其粉化率和鐵收得率相對較低,只在光學(xué)顯微鏡的觀察下可發(fā)現(xiàn)白亮色的金屬鐵附著在黑色塊渣表面。(2)對改質(zhì)轉(zhuǎn)爐鋼渣:向轉(zhuǎn)爐渣中配入SiO2進(jìn)行改質(zhì)實驗,將其堿度值R由4.24調(diào)整到1。在R=1條件下,保持煤粉量40%配比和保溫時間40min不變,改變還原溫度,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐鋼渣的粉化率和鐵收得率都隨著還原溫度的上升而提高,在還原溫度為1600℃的條件下,鋼渣粉化率和鐵收得率分別達(dá)到了28.7%和65.9%。在使用不同含碳物質(zhì)作還原劑的情況下,還原效果也有很大的差異。保持其它因素不變的情況下,研究分別使用高純石墨粉和煤粉作為還原劑對渣樣粉化率和鐵收得率的影響,堿度分別為R=0.8和1,當(dāng)還原碳量均為40g時,對于R=1的渣樣,用煤粉還原后(19號樣),其鐵收得率為65.9%,粉化率為28.7%;而用石墨粉還原后(20號樣),渣樣鐵收得率僅為5.9%,粉化率為14.71%;對于R=0.8的渣樣(22號樣),用煤粉還原后,其鐵收得率為42.93%,粉化率為49.97%;而用石墨粉還原后(21號樣),渣樣鐵收得率為36.95%,粉化率為8.98%。SiO2改質(zhì)有利于轉(zhuǎn)爐鋼渣的脫磷自粉化,鋼渣的自粉化率隨著堿度的降低而升高。在1600℃的高溫下,還原后的改質(zhì)渣樣只有少量呈現(xiàn)燒結(jié)狀態(tài),大部分渣樣疏松,這也有利于后期的渣金分離,提高鐵收得率。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)爐鋼渣 碳熱還原 自粉化 鐵回收
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF713.3;X757
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 轉(zhuǎn)爐鋼渣回收利用的迫切性與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外鋼渣資源化利用途徑11-13
• 1.3 鋼渣綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)13-14
• 1.4 轉(zhuǎn)爐鋼渣的自粉化分類14-15
• 1.5 轉(zhuǎn)爐鋼渣還原脫磷熱力學(xué)研究15-16
• 1.6 轉(zhuǎn)爐鋼渣還原脫磷動力學(xué)研究16-19
• 1.7 本論文研究的主要內(nèi)容和意義19-20
• 第二章 碳熱高溫還原轉(zhuǎn)爐鋼渣的熱力學(xué)分析20-25
• 2.1 碳熱還原轉(zhuǎn)爐鋼渣中鐵酸鈣的熱力學(xué)計算20-22
• 2.2 碳熱還原轉(zhuǎn)爐鋼渣中磷酸鹽的熱力學(xué)計算22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 高溫碳熱還原轉(zhuǎn)爐原渣的研究25-37
• 3.1 引言25
• 3.2 實驗方法25-27
• 3.2.1 實驗內(nèi)容25
• 3.2.2 實驗方法25
• 3.2.3 實驗原料25-26
• 3.2.4 實驗裝置26
• 3.2.5 實驗流程26-27
• 3.2.6 實驗結(jié)果評價指標(biāo)27
• 3.3 實驗步驟27-28
• 3.4 實驗結(jié)果與分析28-35
• 3.4.1 實驗結(jié)果28-34
• 3.4.2 結(jié)果分析34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-37
• 第四章 高溫碳熱還原改質(zhì)轉(zhuǎn)爐鋼渣的研究37-50
• 4.1 引言37
• 4.2 實驗步驟37-38
• 4.3 實驗結(jié)果38-41
• 4.4 改質(zhì)轉(zhuǎn)爐鋼渣熔融碳熱還原的影響因素研究41-49
• 4.4.1 溫度對改質(zhì)轉(zhuǎn)爐鋼渣熔融碳熱還原的影響41-43
• 4.4.2 還原劑對改質(zhì)轉(zhuǎn)爐鋼渣熔融碳熱還原的影響43-44
• 4.4.3 堿度對改質(zhì)轉(zhuǎn)爐鋼渣熔融碳熱還原的影響44-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 結(jié)論50-51
• 參考文獻(xiàn)51-57
• 致謝57

【相似文獻(xiàn)】

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