铝灰还原熔融钢渣过程动力学行为的研究

发布时间：2023-02-26 20:00

　　钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物,是钢铁企业排放量最大的冶金渣之一,但其资源化利用率低,不妥善处理不仅占用土地、污染环境,而且还会造成严重的资源浪费。关于钢渣还原提取铁资源的研究,目前主要采用碳热法,与此工艺相比,本研究采用铝灰还原熔融钢渣新工艺,在充分利用钢渣余热的同时完成钢渣中有价组元的提取回收和尾渣安定化处理,具有金属收得率高和冶炼成本低等诸多优点。然而,在冶炼条件下铝灰中主要组元的溶解动力学和铝灰还原过程中还原动力学尚缺乏系统研究。本文在国内外关于钢渣还原反应以及溶解动力学研究状况的基础上,基于高温动力学实验,考察了还原进程中熔渣成分和碱度对铝灰主要组元溶解以及不同温度对还原反应的影响规律,分别建立了铝灰中Al2O3溶解动力学模型和铝灰还原熔融钢渣中FeO的还原动力学模型,确定了溶解和还原过程的限制性环节,同时,结合实验结果以及溶解界面微观结构分析,探讨了Al2O3的溶解机理。论文所得主要结论如下。(1)在1550℃条件下,不同熔渣还原进程中熔渣成分和碱度对铝灰中Al2O3溶解量和溶解转化率均有重要影响。随着渣中FeO还原度和碱度的增加,Al2O3溶解量和溶解转化率均逐渐降低。...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 研究目的及意义
    1.4 研究内容及创新点
第2章 文献综述
    2.1 钢渣概况
        2.1.1 钢渣的来源
        2.1.2 钢渣的组成
    2.2 钢渣综合利用发展现状分析
        2.2.1 钢渣在冶金流程内的利用
        2.2.2 钢渣在冶金流程外的利用
    2.3 铝灰概况及利用情况
        2.3.1 铝灰的来源及组成
        2.3.2 铝灰的危害
        2.3.3 铝灰的综合利用
    2.4 国内外溶解动力学相关研究现状
    2.5 国内外还原动力学相关研究现状
    2.6 本章小结
第3章 熔融钢渣中铝灰组元溶解行为研究
    3.1 实验原料及制备
        3.1.1 预熔渣制备用化学试剂
        3.1.2 实验预熔渣样制备
        3.1.3 实验用Al₂O₃球制备
    3.2 实验装置与检测手段
        3.2.1 高温溶解实验设备
        3.2.2 检测设备
    3.3 实验方案
        3.3.1 实验用Al₂O₃球粒径选取
        3.3.2 实验温度选取
        3.3.3 熔渣成分的选取
        3.3.4 熔渣碱度的选取
        3.3.5 溶解时间的选取
    3.4 实验步骤
    3.5 实验结果与讨论
        3.5.1 熔渣还原进程中不同熔渣成分对Al₂O₃溶解的影响及分析
        3.5.2 熔渣碱度对Al₂O₃溶解的影响及分析
    3.6 熔融转炉钢渣中Al₂O₃固液溶解反应界面分析
        3.6.1 熔渣还原进程中不同熔渣成分对Al₂O₃溶解反应界面影响
        3.6.2 熔渣碱度对Al₂O₃溶解反应界面的影响
        3.6.3 Al₂O₃在熔融钢渣中的溶解机理
    3.7 熔融转炉钢渣中Al₂O₃溶解动力学模型建立及分析
        3.7.1 模型建立
        3.7.2 不同熔渣还原进程中Al₂O₃溶解限制性环节分析
        3.7.3 不同熔渣碱度下Al₂O₃溶解限制性环节分析
    3.8 本章小结
第4章 铝灰还原熔融钢渣还原动力学研究
    4.1 实验原料及实验装置
        4.1.1 钢渣成分
        4.1.2 铝灰成分
    4.2 实验装置
    4.3 实验方案
        4.3.1 实验原料配比
        4.3.2 实验温度选取
        4.3.3 还原反应时间的选取
        4.3.4 实验气氛的选取
    4.4 实验步骤
    4.5 实验结果与讨论
    4.6 铝灰还原熔融转炉钢渣还原动力学模型建立及分析
        4.6.1 模型选择
        4.6.2 反应级数确定
        4.6.3 模型建立
        4.6.4 不同温度下铝灰还原熔融转炉钢渣限制性环节分析
    4.7 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢



本文编号：3750803