转炉钢渣钙基活性组元选择性浸出研究

发布时间：2020-06-08 16:29

【摘要】：作为钢铁消费和CO_2气体排放大国,我国面临着严重的环境问题和巨大的减排压力。利用富含钙元素的转炉钢渣碳酸化固定CO_2,可以实现二氧化碳的原位固定,同时生产出稳定性高、具有附加值的碳酸钙产品,实现固体废渣的资源化和增值化利用,对二氧化碳的减排起到了积极的作用。本文系统研究了常规和超声波强化工艺条件下转炉钢渣中钙及其主要元素的浸出行为,主要研究内容如下:(1)分析表征了转炉钢渣的物相成分。转炉钢渣主要由氧化钙(Ca O)、亚铁酸钙(CaFeO_2)、氧化亚铁(FeO)、硅酸二钙(Ca_2SiO_4)、钛酸钙(CaTiO_3)和RO相等物相组成。(2)采用单因素条件实验,在常规浸出时,考察了在不同钢渣粒度下浸出时间、浸出温度、固液比和初始乙酸浓度对钙、铁和镁离子浸出行为的影响。研究发现,钙离子浸出速率十分迅速,增大初始乙酸浓度,降低固液比和浸出温度,有利于钙的浸出,增大钙离子浸出率。延长浸出时间、增大固液比和减小初始乙酸浓度,钙元素选择性浸出率提高。当浸出时间为60 min,浸出温度为70oC,固液比为1:3,乙酸浓度为2 mol/L,粒度为0~96μm的钢渣浸出液中钙离子浓度高达25.82 g/L,钙离子选择性高达99.8%。(3)在超声波强化浸出过程中,考察了浸出时间、浸出温度、固液比、初始乙酸浓度和超声波功率对钢渣中钙、铁和镁离子浸出行为的影响。研究发现,减小钢渣粒度和固液比,增大乙酸浓度和超声波功率,有利于提高钙元素的浸出率。减小钢渣粒度、固液比和初始乙酸浓度有利于提高钙离子浸出的选择性。同时,提高浸出温度,有利于提高浸出液的过滤性能。当浸出时间为60 min,浸出温度为60oC,固液比为1:3,乙酸浓度为2 mol/L,超声波功率为600 W,粒度为0~96μm的钢渣浸出液中钙离子浓度高达31.1 g/L,相比于常规浸出提高了20.45%,钙的浸出率提高了5.55%。同时钙离子选择性高于99%。(4)分析了转炉钢渣中钙元素在浸出过程的动力学,研究发现,钢渣在常规浸出过程中受通过固体产物层的内扩散控制,通过计算得出钙浸出过程的表观活化能为8.714 kJ/mol,通过拟合得出的初始乙酸浓度和钢渣颗粒的反应级数分别为1.582和1.0816,建立了钢渣常规浸出过程的动力学方程。
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二氧化碳排放量,温室气体排放

学硕士学位论文排放工作方案》中也提出到 2015 年全国单位国内生产总值排7%。因此，研究 CO2的捕集与固定，控制和减少温室气体排国 CO2温室气体排放现状国高速发展和城市化影响，中国二氧化碳排放总量在快速上中国单年度的二氧化碳排放量就已经超过美国，位居世界首到全球总排放量的四分之一[10]。据推算，中国从 1990 年之后放量预计到 2016 年将超过美国，中国将成为全球最大的二氧1 显示了从 1960 年开始中国 CO2温室气体排放现状。

排放源,二氧化碳排放量,基本国情,能源结构

图 1.1 中国历年二氧化碳排放量g.1.1 Carbon dioxide emissions in China over the years排放大国，其经济结构主要以工业为主，而且源占有很大比例，，这种基本国情决定了我国近速增加的趋势。在以煤炭为主的能源结构中，行业成为我国 CO2温室气体的主要来源，温室。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF827.1;X757

【参考文献】