石煤改质转炉钢渣自粉化及提钒的基础研究

发布时间：2020-08-04 21:07

【摘要】：钢渣作为炼钢废弃物,产量巨大,含有多种有价元素,经处理后可应用于各个行业,经济价值可观。但是钢渣较差的安定性和易磨性限制了它的应用,故在回收前需进行适当的处理。以改质的方式促进2CaO·SiO_2(简称C_2S)优势析出,利用其晶型转变原理处理钢渣是本文的主要研究思路。本文利用石煤分别对含磷和不含磷钢渣进行改质,研究碱度的变化以及P元素的存在对钢渣矿相变化和自粉化效果的影响。结果表明:磷元素大量存在于C_2S中,抑制其转变,成为阻碍钢渣粉化的主要因素。为使钢渣粉化,必须除磷;一定碱度范围内,C_2S优势析出,当碱度较高或低于2.0时,C_2S逐渐减少,钢渣粉化效率低;由于V元素含量较低且富集要求高(碱度小于1.6),故难以富集并提取。同时为研究SiO_2改质对磷元素赋存状态、钢渣粉化效果的影响,设置了SiO_2改质高温熔融碳热还原实验,发现:磷元素只存在于C_2S之中,可利用还原法使其进入铁相或气化而脱除,且高温下碱度越低、还原剂越多,除磷效果越好;高碱度渣反应后得到的C_2S呈固态,与还原剂反应动力学不足,粉化效果差。为提高反应速率,进行SiO_2改质高温熔融硅热还原实验,证明了:硅热反应为固-液反应,还原动力学优于碳热反应的固-固反应,但反应条件仍然不佳;Si加入量少,磷还原不足,Si加入量大,则会改质过度,不存在C_2S,钢渣难以粉化;利用多种成分改质钢渣能够促进除磷和C_2S优势析出。最后为进一步改善反应条件,研究液-液反应除磷及自粉化效果,设置石煤改质高温熔融渣浴还原实验,结果表明:P、Fe、V元素充分还原,极大地提高了Fe、V的回收率;P元素大部分得到还原,渣样粉化率高,渣铁分离效果好。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF841.3
【图文】：

晶型转变,温度变化,规律

图 1.1 C2S 随温度变化晶型转变规律图[47]Crystal structure transformation of C2S with temperatu用的钢渣可采取多方面的充分利用，主要应用方路建设铺路的原材料，水泥混凝土需求量巨大，其成分钢渣中存在的大量硅酸盐等矿物使其具有胶凝，并且粒度越小该性能越能得到发挥[56-57]。虽然水泥混凝土，但若是作为建筑或道路建设所用钢渣混凝土在耐磨性、耐腐蚀性等方面均拥有解，安定性差，对钢渣水泥性能的发挥危害极稳定化处理。韩长菊[60]等人在混凝土中掺入一显著改善了混凝土的粘聚性、流动性，但几乎备出了具有较高抗压强度的混凝土并用作人工

背散射电子,粉化,转炉钢渣

S2 S3 S4 S5 S6 粉化粉化部分粉化不粉化不粉化 P2 P3 P4 P5 P6 化不粉化不粉化不粉化不粉化不粉化对不含磷转炉钢渣矿相变化的影响石煤改质转炉钢渣，主要研究了其中未粉化 S 渣样的背散射电子图，表 2.6 为 S4 渣样的 ED随着石煤加入量的增加，碱度降低，钢渣流动可溶入 C2F 生成 MF 相，即 S4-1 相。而 MgO生成硅钙相。然而由于 MgO 溶入反应速度较中固溶的 Ca 过量，影响了 C2S 单独成相。S4矿相介于 C3S 和 C2S 之间，在降温过程中，不样粉化效果变差。此渣样中分析未发现有钒元

背散射电子,晶型转变,碱度,多余的

Table 2.6 EDS data of S4# slag sampleO Mg Ca Mn Fe Al 33.96 10.63 1.54 5.35 48.52 - 59.55 12.27 1.08 2.73 24.37 - 37.69 - 30.81 - 22.10 4.91 62.06 - 20.25 - 10.43 4.79 45.50 - 42.70 - - - 65.69 - 24.61 - - - 渣样的背散射电子图，表 2.7 为 S5 渣样的 ED 2.4，大部分 Mg 元素溶入 C2F 生成 MF（S5-于碱度的增加，多余的 Ca 可与 Si 生成 C2S 相已有 C2S 量的晶型转变并不能促使 S5 号渣样相。

【参考文献】