轉(zhuǎn)爐鋼渣的理化性質(zhì)及資源化研究.pdf

1、隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼渣的排放量逐年增加。鋼渣的大量堆積不僅是不可再生資源的浪費(fèi)，而且對環(huán)境造成巨大的污染。這就需要人們對鋼渣進(jìn)行綜合利用，變廢為寶。當(dāng)前鋼渣主要用來建筑行業(yè)等低附加值產(chǎn)品，為了拓展其應(yīng)用途徑，有必要對鋼渣的本征特性進(jìn)行深入研究。 本實驗以鞍山、寶山和南京鋼鐵公司的轉(zhuǎn)爐鋼渣為研究對象，觀察了鋼渣礦物在掃描電子顯微鏡背散射電子像下的特征形貌，進(jìn)而識別了特征形貌的礦物類型，最終確立了代表性礦物的典型組成。對水楊酸．

2、甲醇溶液(SAM)萃取鋼渣中硅酸鹽相進(jìn)行了可行性研究，分析鋼渣比表面積、溶解時間和水楊酸濃度對萃取硅酸鹽相量的影響，對萃取機(jī)理也進(jìn)行初步探討。再者，研究了鋼渣的粉磨性，并與礦渣的易磨性做出比較。最后，研究了鋼渣作為火山灰質(zhì)混合材在機(jī)械活化和堿激發(fā)作用下的膠凝性能。 通過轉(zhuǎn)爐鋼渣的顯微形貌及礦物相研究，探明了主要礦物的特征形貌、固熔形式和典型組成。結(jié)果表明：在高堿度鋼渣中，硅酸二鈣(C<,2>S)呈圓粒狀和樹葉狀，硅酸三鈣(C<

3、,3>S)呈六方板狀，鐵鋁鈣相和鎂鐵相呈不規(guī)則形貌；主要礦物相為C<,2>S、鐵鋁鈣及鎂鐵相固溶體，還含有少量的C<,3>S、f-CaO和MgO；鐵鋁鈣相的典型組成是鐵鋁酸鈣，其表達(dá)式為Ca<,2>(Al,Fe)<,2>O<,5>，還發(fā)現(xiàn)長期以來由于組成未知而被人們定名為RO相的物質(zhì)成分是鎂鐵相，其代表性組成是MgO·2FeO。 在水楊酸-甲醇(SAM)溶液萃取鋼渣中硅酸鹽相實驗中發(fā)現(xiàn)，SAM溶液萃取硅酸鹽相效果理想，通過對硅

4、酸鹽相萃取量的測定，為鋼渣膠凝活性的快速評價提供了方法。實驗結(jié)果表明：常溫下，5g比表面積為600m<'2>/kg的鋼渣，經(jīng)300mlSAM溶液(水楊酸濃度為0.2g/mL)萃取3h，鋼渣中的硅酸鹽相可完全溶解，其他礦物不溶或溶解甚微。對硅酸鹽相溶解于SAM溶液的機(jī)理進(jìn)行了初步探討，可認(rèn)為：硅酸鹽相溶解是由于水楊酸電離出的配體(HO-C<,6>H<,4>-COO<'->)與礦物表面陽離子(Ca<'2+>)生成的絡(luò)合物，通過鍵極化作用削弱

5、Si-O鍵的穩(wěn)定性，降低硅酸鹽溶解活化能而致。鋼渣粉磨性的研究結(jié)果表明，鋼渣中70％的礦物具有良好的易磨性能，影響鋼渣粉磨性能的并不是礦物本身，而是金屬鐵粒以及少量礦物的致密結(jié)構(gòu)。鋼渣主要礦物的難磨程度由高到低：首先是RO、C<,2>S，其次是Ca<,2>(Al,Fe)<,2>O<,5>，最后是氧化鎂和Ca(OH)<,2>，這種粉磨性能的差異為其分離提供了有效的手段。同時發(fā)現(xiàn)，鋼渣的易磨性優(yōu)于礦渣。 通過機(jī)械活化、堿激發(fā)和摻于