【摘要】：高爐渣作為鋼鐵企業(yè)主要的固體廢棄物其增值化利用一直是國內(nèi)外研究的熱點及難點。在電渣重熔和制備礦渣棉兩個重要的方向中均涉及到電爐的操作問題,電導率、粘度及導熱系數(shù)是電爐操作及模型設計中最重要的三個參數(shù),關乎到電爐的操作能耗及生產(chǎn)下一級產(chǎn)品的質量問題。當爐渣呈熔融態(tài)時,熔渣的這三個物理性質均與熔體的結構有關。在CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元體系中,熔體中復雜的網(wǎng)絡結構與其Si02的含量有關,當SiO2含量逐漸增加時,熔體中小的陰離子團逐漸結合成為大的復雜的陰離子團,形成三維網(wǎng)絡結構使熔體的聚合程度逐漸增加。當熔體的聚合程度增加時,熔體內(nèi)部復雜的網(wǎng)絡結構變得致密,其對可參與導電任務的陽離子在遷移過程中的阻礙能力增大,熔體的電導率相應地就會降低;熔體內(nèi)部網(wǎng)絡結構復雜時其自由體積相對較少,小離子相對大離子的運動能力就會減弱,熔體的粘度相對增大;熔體的熱量在熔體內(nèi)部整個鏈狀或者環(huán)狀結構上的傳導能力較為顯著,而在兩種結構之間的傳導能力相對較弱。當熔體的聚合程度相對較高時,其內(nèi)部結構中復雜的大型陰離子團相對較多,故在此結構上的熱傳導能力相對較高。本文采用交流阻抗法配加兩電極體系測量爐渣在高溫熔融狀態(tài)下的電導率。在電導率測量過程中研究不同溫度下酸度對爐渣電導率的影響,并用XRD圖譜分析爐渣在緩冷狀態(tài)下的物相組成;研究不同含量的Na2O、B2O3對爐渣電導率的影響;研究用一部分含量的K20代替相同含量的Na2O后爐渣電導率的變化。采用實驗室自行改造的高溫流變儀測量爐渣的液相粘度,在液相線溫度以上的溫度點分析不同酸度對爐渣粘度的影響,并判斷此研究體系是否為牛頓流體。采用激光閃光法測量緩冷固渣的熱擴散率,分析隨著爐渣酸度的增加熔體的聚合程度相應增大時其熱擴散率的變化。實驗結果如下:(1)隨著高爐渣酸度的增加,熔體中SiO2含量相對較高,聚合程度的增加使得電導率逐漸降低;(2)同一酸度高爐渣在不同溫度情況下,隨著溫度的升高,熔體的電導率相應增加;(3)Na2O和B203分別作為網(wǎng)絡修飾體和網(wǎng)絡形成體對熔體的聚合程度有降低和增加的作用,爐渣的電導率相應的增加和減少;(4)Na+和K+具有相同的電價數(shù),但Na+較K+半徑小,用相同含量的K+代替Na+,爐渣的電導率降低;(5)隨著高爐渣酸度的增加,其液相粘度逐漸增加,且CaO-SiO2-Al2O3-MgO四元體系為牛頓流體;(6)隨著高爐渣酸度的增加,其固渣的熱擴散率呈增加的趨勢。在現(xiàn)有的測量數(shù)據(jù)基礎上建立適用于電導率、粘度及導熱系數(shù)的模型并用一些模型尋找電導率、粘度及導熱系數(shù)之間的關系。
【圖文】：

東北大學碩士學位論文邐第２章硅酸鹽兩條單鏈通過尚未共用的氧連接而成為雙鏈，其絡陰離子可用［Ｓｉ４０ｎ］ｆ－單鏈之間相連接的硅氧四面體中只有一個未飽和的氧，，其余硅氧四面體中仍有和的氧可以與別的陽離子結合。如圖２．５所示，圖中的（ａ）是透閃石Ｃａ２Ｍｇ５［Ｓｉ４Ｏｕ］中的［ＳＵＯｕｋ雙鏈，雙鏈之間以Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、（ＯＨ）－等離子相連接；圖中的（ｂ）石Ｃａ６［Ｓｉ６０１７］（０Ｈ）２中的［ＳｉＷｄｏｏ雙鏈，雙鏈之間以Ｃａ２＋、（ＯＨ）－離子相連接。逡逑（３）層狀結構逡逑每一個硅氧四面體均以三個角頂分別于相鄰的三個硅氧四面體在二維空層稱之為層狀結構。圖２．６所示為雙層型和三層型的層狀結構，每個硅氧四面?zhèn)�氧的電價未飽和，通過Ｍｇ２＋（ＯＨ）－離子把層與層之間連接起來。逡逑

兩條單鏈通過尚未共用的氧連接而成為雙鏈，其絡陰離子可用［Ｓｉ４０ｎ］ｆ－表示。兩逡逑單鏈之間相連接的硅氧四面體中只有一個未飽和的氧，其余硅氧四面體中仍有兩個未飽逡逑和的氧可以與別的陽離子結合。如圖２．５所示，圖中的（ａ）是透閃石Ｃａ２Ｍｇ５［Ｓｉ４Ｏｕ］２Ｃ0Ｈ：）２逡逑中的［ＳＵＯｕｋ雙鏈，雙鏈之間以Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、（ＯＨ）－等離子相連接；圖中的（ｂ）為硬鈣硅逡逑石Ｃａ６［Ｓｉ６０１７］（０Ｈ）２中的［ＳｉＷｄｏｏ雙鏈，雙鏈之間以Ｃａ２＋、（ＯＨ）－離子相連接。逡逑（３）
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TF534

【參考文獻】

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本文編號：2699050