【摘要】：我國作為當今世界鋼鐵產(chǎn)量第一大國,按現(xiàn)階段鋼鐵生產(chǎn)工藝水平,每年會產(chǎn)生幾千萬噸的高爐細灰。當細灰中的鋅含量大于1%時,不能直接返回燒結(jié)利用。我國的高爐細灰屬于中鋅粉塵,細灰中鋅含量一般都大于1%,不進行脫鋅處理,只能選擇堆放或生產(chǎn)水泥、固化處理填埋等方式,造成資源的浪費和環(huán)境的污染。迫于環(huán)保和資源緊缺的壓力,鋼鐵廠高爐灰既經(jīng)濟又環(huán)保的處理引起大家高度的重視。研究中通過激光粒度分析、SEM、TEM、EDS對細灰的粒度、形貌、微區(qū)成分進行分析;用XRF結(jié)合碳硫紅外分析測定細灰組分;用XRD對細灰原相組成進行分析,并進行初步的定量;以DSC-TG對細灰及添加粘結(jié)劑后的細灰分析,通過加熱過程中的熱量及重量變化分析不同溫度下的物理、化學變化;參照我國球團礦生產(chǎn)指標,進行不同條件下的壓塊;用XRD分析壓塊高溫焙燒物相。針對某鋼鐵廠的高爐細灰,分析了高爐細灰的化學成分及粒度分布,細灰含鋅量9.41%,平均粒徑61.127μm,不能直接返回,必須進行脫鋅處理。細灰顆粒是由許多天然顆粒及高溫反應產(chǎn)物熔融交聯(lián)在一起的,不宜直接采用選礦富集方法。Fe、Zn以Fe_2O_3、ZnFe_2O_4、Fe_3O_4、Zn O的物相存在。綜合考慮細灰各種處理方式,結(jié)合細灰中碳量高的特點,采用冷壓成形、高溫焙燒生產(chǎn)金屬化球團的方法處理此高爐細灰。對細灰熱重分析,純細灰的加熱轉(zhuǎn)變溫度在940.92℃,細灰中加入CaCO_3,在889.44℃分解產(chǎn)生CO_2,促進了碳氣化反應,利于金屬氧化物的還原,同時確定了壓塊最低焙燒溫度。細灰的冷壓成形實驗,鑒于生產(chǎn)馬鈴薯淀粉時產(chǎn)生的馬鈴薯薯渣未能高效利用,污染環(huán)境,以馬鈴薯全粉作為有機粘結(jié)劑。以不同配比的Ca O和馬鈴薯全粉配制復合粘結(jié)劑。采用單一因子變量法,研究了水分、壓力、CaO、馬鈴薯全粉四個因子對濕壓塊、干壓塊落下強度和抗壓強度的影響。綜合考慮壓塊質(zhì)量和生產(chǎn)成本,當水分10%,壓力15 MPa,Ca O7%,馬鈴薯全粉9%,所得濕壓塊、干壓塊的落下強度、抗壓強度最佳。濕壓塊的平均落下強度、抗壓強度為30次·個~(-1)、1055 N·cm~(-2);干壓塊的平均落下強度、抗壓強度為53次·個~(-1)、1219.3 N·cm~(-2)。壓塊強度滿足工業(yè)球團礦生產(chǎn)要求。高溫焙燒實驗,研究了焙燒溫度、焙燒時間、冷卻氣氛這三個因素對焙燒后壓塊質(zhì)量的影響。壓塊的焙燒工藝為:N_2保護下焙燒溫度1150℃,焙燒時間40min,并在N_2氣氛下冷卻。壓塊的失重率、脫鋅率、金屬化率的平均值分別為失重率G=41.1%,脫鋅率Zn=70.85%,金屬化率=97.5%。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TF53
【圖文】：

碩士學位論文第1章 緒論高爐細灰簡介 高爐細灰的來源國鋼鐵生產(chǎn)工藝主要有以下幾種：以天然鐵礦石為原料的高爐煉鐵爐)煉鋼的聯(lián)合工藝；以廢鋼為原料的電弧爐煉鋼。我國主要以前一其工藝流程見圖 1.1。但是隨著近年來汽車、機械設備、建筑、船斷產(chǎn)生，后一種煉鐵工藝的產(chǎn)量逐年增加，相信在不久的將來它會鋼鐵生產(chǎn)的主要來源。

(a)粗灰 (b)細灰圖 1.2 高爐灰Fig. 1.2 BF ash1.1.2 高爐細灰礦物組成及特點高爐煉鐵中，一般使用的原料為焦炭、鐵礦石、石灰石、螢石、白云石等，由于原料來源、設備和工藝的差別，所得粉塵的成分也略有不同。高爐細灰是高爐煉鐵過程中，反應生成的沸點較低的氣體物質(zhì)經(jīng)氣化、再氧化生成的物質(zhì)，后經(jīng)布袋除塵裝置收集所得，所以成分較雜，為多種元素的自由態(tài)和復合物。一般主要含有 Fe2O3、Fe3O4、SiO2、ZnO、C、MgO、Al2O3、PbO、NaCl、KCl 等，以及上述氧化物中所含元素組成的硫化物、碳酸鹽、硅酸鹽、鐵酸鹽等，所含物質(zhì)種類較雜，但是主要物質(zhì)的種類，如鐵的氧化物、炭黑等保持不變。根據(jù)資料統(tǒng)計，細灰中鐵元素的質(zhì)量一般在 20%-40%，且以 Fe3+居多，炭黑含量一般在15%-25%[ 2, 3]。與天然礦物相比，高爐細灰是許多天然微小顆粒在高溫作用下熔融交聯(lián)在一起的，所以分離難度較大[ 4]。

碩士學位論文的測試分析方法及測量粒在空間范圍所占據(jù)大小的線性尺寸，顆粒群是系中的分散相。若顆粒粒度都相等或近視相等，顆粒群。實際顆粒群所含顆粒的粒度范圍都有大的、多譜的或多分散的體系或顆粒群。粒度分布，反之，則分散度越大，集中度越小。激光粒度質(zhì)的種類；分散液超聲時間、表面活性劑類型及分散液放置時間等。徑外，我們通常更關(guān)心的是其中大小不同的顆粒粒度分布。粒徑分布的表示方法通常有直方圖、累積和篩下累積)，如圖 1.3 所示。

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本文編號：2795562