【摘要】：十八屆五中全會提出“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放和共享”的發(fā)展理念,綠色發(fā)展成為“十三五”的主旋律。鋼鐵行業(yè)作為高能耗、高排放行業(yè),在“十三五”期間面臨的資源環(huán)境壓力巨大。轉(zhuǎn)爐鋼渣作為冶金行業(yè)最主要的固體廢棄物,每年的產(chǎn)出量十分巨大。截至2016年,我國粗鋼年產(chǎn)量8億噸以上,鋼渣產(chǎn)量近8千萬噸,但其利用率僅為25~30%。每年仍有大量鋼渣堆存處理,不僅污染環(huán)境而且浪費資源。鋼渣中富含的磷由于對環(huán)境和鋼鐵制品均有危害,是限制鋼渣資源綜合利用的主要因素。本文以某鋼廠轉(zhuǎn)爐鋼渣為研究對象,從酸性水溶液浸出脫磷和含磷浸出液吸附除磷兩方面進行研究,探索一種清潔環(huán)保的鋼渣脫磷方法。采用檸檬酸-NaOH-HCl緩沖液作為浸出劑,系統(tǒng)考察了浸出時間、浸出溫度、浸出液pH值、鋼渣粒度以及液固比對鋼渣浸出脫磷率和鐵損的影響。研究發(fā)現(xiàn)最佳的浸出條件為:40分鐘、25℃、浸出液pH值2.2、鋼渣粒度75~125μm、液固比50 mL/g。最佳浸出條件下脫磷率為92%,鐵損為30%。為了明確浸出機制和提高浸出速率,對浸出過程進行了動力學分析,發(fā)現(xiàn)鋼渣浸出脫磷符合粒徑不變的收縮未反應(yīng)核模型。浸出過程的限制性環(huán)節(jié)為固體層擴散,表觀活化能1.23kJ?mol-1。采用活性氧化鋁作為吸附劑對含磷浸出液進行吸附除磷,研究了吸附時間、吸附劑投加量、吸附劑粒度、浸出液初始磷濃度、pH值對吸附除磷的影響。研究發(fā)現(xiàn)吸附劑投加量與初始磷濃度有關(guān);最佳吸附除磷pH值為6.3;吸附劑粒度對磷去除率和吸附容量有較大影響,當粒徑1.18mm時,磷去除率和吸附容量隨著粒徑的減小而減小;當粒徑2 mm時,磷去除率和吸附容量隨著粒徑的增大而減小。當吸附劑粒徑介于1.18~2 mm之間時,吸附除磷效果最佳。最佳實驗條件下,吸附除磷率為88%,吸附容量為0.72 mg/g。通過等溫線模型和動力學模型對吸附除磷過程進行解析,結(jié)果表明:活性氧化鋁吸附除磷符合Freundlich模型與準二級動力學模型;活性氧化鋁對磷酸根離子的吸附以化學吸附為主,物理吸附為輔。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TF713.3
【圖文】：

圖 1.1 烏石山膠磷鐵礦石降磷流程[51]Fig.. 1.1 Dephosphorization from high phosphorus iron ore有研究者認為，鋼渣中的鈣在酸浸過程中生成的鈣鹽易在礦物表面形成磷的溶出的難溶性膜，而超聲波能清洗該難溶性膜，保證脫磷反應(yīng)的順因此，目前有研究者嘗試應(yīng)用超聲波酸浸脫磷工藝對鋼渣進行脫磷處理了很好的脫磷效果。一些特殊的轉(zhuǎn)爐鋼渣，如轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法、雙渣法冶煉渣結(jié)構(gòu)和組分復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的機械法、熱還原法等脫磷效率不高，因成為了這類鋼渣資源綜合利用的優(yōu)先選擇。研究表明，酸浸法的脫磷率較酸浸法脫磷一般不需要磨礦，能大大減少磨礦的成本；脫磷效率高，技同時酸浸法的不足之處在于脫磷過程鐵損較高，適合先進行對鐵選手先后脫磷，脫磷后廢液由于酸度較大難于處理。繼強酸浸出脫磷之后，許多學者對鋼渣中硅酸二鈣與磷酸三鈣固溶體(C2性水溶液中的溶解表現(xiàn)進行了分析研究。Teratoko 等[52]對硅酸二鈣與磷酸中的溶解行為的研究結(jié)果表明，純 C2S 在水中的溶解率接近 100%，隨著

轉(zhuǎn)爐鋼渣降磷流程

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本文編號：2727414