攀枝花是中國重要的釩鈦磁鐵礦冶金工業(yè)基地,釩鈦磁鐵礦冶金過程產(chǎn)生三類主要固體廢渣:尾礦、高爐渣和鋼渣,三類廢渣現(xiàn)有量分別為1.25億、7000萬和800萬噸,這些廢渣長期露天堆存,其有毒有害成分潛在的環(huán)境風(fēng)險備受關(guān)注。論文以這些冶金廢渣為研究對象,從環(huán)境地球化學(xué)出發(fā)對廢渣的浸出行為和浸出熱力學(xué)、動力學(xué)進行研究。具體內(nèi)容包括:（1）廢渣的化學(xué)和礦物組成;（2）廢渣在不同環(huán)境條件下（水介質(zhì)、模擬酸雨介質(zhì)、CO2氛圍）的浸出行為;（3）廢渣浸出熱力學(xué)和動力學(xué)模擬。1.廢渣化學(xué)及礦物組成:借助現(xiàn)代分析測試技術(shù)對尾礦、高爐渣和鋼渣的化學(xué)和礦物成分研究。結(jié)果表明尾礦化學(xué)成分以Si、Fe、Al、Ca、Mg、Ti、Na等常量元素為主,其次還含有較高的Mn、V、Co等微量元素;尾礦主要礦物為普通輝石、斜長石、鉀長石、石英、綠泥石、綠簾石、鈦鐵礦和少量黃鐵礦。高爐渣化學(xué)成分以Si、Fe、Al、Ca、Mg、Ti等常量元素為主,還含有較高的Mn、V、Cr等微量元素;高爐渣主要礦物成分為透輝石、鈣鈦礦、鎂鋁尖晶石和單質(zhì)鐵。鋼渣主要常量元素為:Si、Fe、Al、Ca、Mg,主要微量元素為Mn、Ba、Cr、V等,鋼... 

【文章頁數(shù)】：228 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 攀枝花釩鈦磁鐵礦冶金廢渣研究現(xiàn)狀
        1.1.1 攀枝花鐵尾礦研究現(xiàn)狀
        1.1.2 攀枝花高爐渣研究現(xiàn)狀
        1.1.3 攀枝花鋼渣研究現(xiàn)狀
    1.2 國內(nèi)外鋼鐵冶金廢渣研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)外鐵尾礦研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)外高爐渣研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外鋼渣研究現(xiàn)狀
    1.3 選題思路和研究內(nèi)容及目標(biāo)
        1.3.1 選題思路
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 研究目標(biāo)
        1.3.4 技術(shù)路線
        1.3.5 主要工作量
    1.4 創(chuàng)新點
第2章 研究區(qū)概況
    2.1 自然地理
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 地形地貌
        2.1.3 水文特征
        2.1.4 氣候特征
    2.2 礦產(chǎn)資源特征
    2.3 環(huán)境狀況
第3章 廢渣化學(xué)及礦物組成
    3.1 樣品采集與制備
        3.1.1 樣品采集
        3.1.2 樣品制備
    3.2 分析方法及分析儀器
        3.2.1 化學(xué)成分分析方法
        3.2.2 礦物成分及形貌分析方法
    3.3 廢渣的化學(xué)成分
        3.3.1 尾礦化學(xué)成分
        3.3.2 高爐渣成分
        3.3.3 鋼渣化學(xué)成分
        3.3.4 廢渣元素富集系數(shù)
    3.4 廢渣礦物成分
        3.4.1 尾礦礦物成分
        3.4.2 高爐渣礦物成分
        3.4.3 鋼渣礦物成分
    3.5 高爐渣和鋼渣的形貌特征
    3.6 本章小結(jié)
第4章 廢渣浸出行為
    4.1 浸出方法
        4.1.1 靜態(tài)浸出方法
        4.1.2 動態(tài)浸出方法
        4.1.3 類柱浸出方法
    4.2 浸出液元素分析方法
        4.2.1 元素總量分析方法
        4.2.2 釩的價態(tài)分析方法
    4.3 靜態(tài)浸出行為
        4.3.1 純水介質(zhì)靜態(tài)浸出行為
        4.3.2 模擬酸雨介質(zhì)靜態(tài)浸出行為
        4.3.3 純水和模擬酸雨靜態(tài)浸出行為比較
        4.3.4 靜態(tài)浸出率
    4.4 廢渣浸出液潛在環(huán)境風(fēng)險評估
    4.5 動態(tài)浸出行為
        4.5.1 純水介質(zhì)動態(tài)浸出行為
        4.5.2 模擬酸雨介質(zhì)動態(tài)浸出行為
        4.5.3 純水和模擬酸雨動態(tài)浸出行為比較
    4.6 類柱浸出行為
        4.6.1 尾礦的類柱浸出行為
        4.6.2 高爐渣的類柱浸出行為
        4.6.3 鋼渣的類柱浸出行為
    4.7 本章小結(jié)
第5章 鋼渣碳酸鹽化行為
    5.1 實驗方法及原理
        5.1.1 設(shè)備與器材
        5.1.2 常溫常壓碳酸鹽化實驗方法
        5.1.3 升高壓力碳酸鹽化實驗方法
        5.1.4 分析測試方法
    5.2 碳酸鹽化影響因素
        5.2.1 時間
        5.2.2 pH
        5.2.3 CO_2流速
        5.2.4 液固比(L/S)
        5.2.5 CO_2壓力
        5.2.6 溫度
    5.3 碳酸鹽化鋼渣性能表征
        5.3.1 物相分析
        5.3.2 熱重分析
    5.4 鋼渣碳酸鹽化過程碳同位素分餾
        5.4.1 實驗方法
        5.4.2 結(jié)果與討論
    5.5 鋼渣碳酸鹽化的環(huán)境行為
        5.5.1 常壓條件下重金屬浸出行為
        5.5.2 升高壓力條件下重金屬浸出行為
    5.6 本章小結(jié)
第6章 廢渣浸出熱力學(xué)與動力學(xué)研究
    6.1 廢渣浸出熱力學(xué)平衡模擬
        6.1.1 基本熱力學(xué)數(shù)據(jù)
        6.1.2 廢渣浸出礦物飽和指數(shù)模擬
        6.1.3 廢渣浸出液V的形態(tài)分布模擬
        6.1.4 廢渣浸出液Cr的形態(tài)分布模擬
    6.2 廢渣浸出動力學(xué)方程擬合
        6.2.1 廢渣靜態(tài)浸出速率方程
        6.2.2 廢渣動態(tài)浸出速率方程
    6.3 廢渣浸出動力學(xué)模型
        6.3.1 浸出動力學(xué)模型簡介
        6.3.2 釩的浸出動力學(xué)模型
        6.3.3 鋼渣碳酸鹽化動力學(xué)模型
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
設(shè)想與建議
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果
附錄A 廢渣浸出實驗數(shù)據(jù)
附錄B 釩、鉻價態(tài)模擬熱力學(xué)數(shù)據(jù)


【參考文獻】：
期刊論文
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[5]由含鈦高爐渣制備葉面肥及甜玉米栽培實驗研究[J]. 張悅,薛向欣.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(04)
[6]CO2 sequestration utilizing basic-oxygen furnace slag:Controlling factors,reaction mechanisms and V–Cr concerns[J]. Tung-Hsin Su,Huai-Jen Yang,Yen-Hong Shau,Eiichi Takazawa,Yu-Chen Lee.  Journal of Environmental Sciences. 2016(03)
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[8]真空碳熱還原-酸浸含鈦高爐渣制備TiC分析[J]. 胡蒙均,尹方慶,魏瑞瑞,鄧青宇,扈玫瓏.  重慶大學(xué)學(xué)報. 2015(06)
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博士論文
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[2]從含釩鋼渣中提取V2O5的新工藝與機理研究[D]. 葉國華.昆明理工大學(xué) 2010
[3]摻雜硫酸鹽的含鈦高爐渣處理溶液中Cr6+及Cr6+復(fù)合體系的研究[D]. 雷雪飛.東北大學(xué) 2009
[4]垃圾焚燒飛灰浸出行為與機理研究[D]. 姜永海.北京化工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]巴關(guān)河渣場周邊受污染土壤及粘土礦物對釩、鉻、鎘的吸附—固定效果研究[D]. 孫寧.成都理工大學(xué) 2015
[2]含鈦高爐渣結(jié)晶行為的研究[D]. 劉璐.重慶大學(xué) 2015
[3]含鈦高爐渣作人工濕地基質(zhì)處理含抗生素污水的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 袁湘君.南京師范大學(xué) 2015
[4]和尚橋鐵礦溶濾酸水成因及遷移規(guī)律探究[D]. 時國凱.南京大學(xué) 2014
[5]含鈦高爐渣資源化綜合利用研究[D]. 賈峰.南京師范大學(xué) 2013
[6]含釩鋼渣中鈣與釩的回收利用研究[D]. 王晨.東北大學(xué) 2012
[7]攀鋼含鈦高爐渣中鈦組分的分離提取研究[D]. 李俊翰.成都理工大學(xué) 2010
[8]由含鈦高爐渣合成固態(tài)復(fù)合肥的研究[D]. 張悅.東北大學(xué) 2008
[9]從含鈦高爐渣中回收鈦的基礎(chǔ)研究[D]. 董海剛.中南大學(xué) 2006
[10]從含釩鋼渣中富集釩的研究[D]. 張鵬科.武漢科技大學(xué) 2006



本文編號：3680138