钢渣高温重构及重构渣在H 2 O和CO 2 环境下氧化行为研究

发布时间：2024-02-25 12:04

　　钢渣是我国钢铁工业产生的主要废物,年产量大,但利用率低。钢渣长期堆放不仅占用土地,还会造成水土污染和资源浪费。为解决上述问题,本文以转炉钢渣为研究对象,将钢渣高温重构工艺与钢渣氧化技术相结合,回收利用钢渣中的铁资源和热量,在获得H₂、CO两种优质气体能源的同时促进钢渣中游离CaO消解,改善钢渣体积稳定性,从而实现钢渣高效利用,为钢铁工业推行绿色制造提供新思路。首先本文在转炉钢渣化学成分分析基础上,借助FactSage软件对钢渣重构过程中的热力学行为进行模拟。结果表明:碱度对重构钢渣的平衡物相组成、含铁相分布及变化和RO相中各组分分布及变化影响较大,MgO含量和MnO含量影响较小。提高碱度、MgO含量和MnO含量均有利于RO相优势析出,但会导致RO相中FeO含量降低。从1600°C冷却至室温,碱度1.13～2.42渣系中RO相逐渐转变为磁铁矿型尖晶石相,碱度1.83和2.42渣系中a-Ca₂SiO₄依次转变为a’Ca₂SiO₄、Ca₃Mg Si_2<...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 钢渣的来源、分类与特性
        1.2.1 钢渣的来源
        1.2.2 钢渣的分类
        1.2.3 钢渣的特性
    1.3 钢渣综合利用研究现状
    1.4 钢渣高温重构技术研究现状
    1.5 钢渣氧化技术研究现状
    1.6 研究目标、内容与技术路线
        1.6.1 研究目标
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 技术路线
第二章 钢渣高温重构过程热力学分析
    2.1 FactSage简介
    2.2 热力学原理与计算方法
    2.3 重构钢渣平衡物相分析
        2.3.1 碱度影响
        2.3.2 MgO含量影响
        2.3.3 MnO含量影响
    2.4 重构钢渣含铁相分布及变化分析
        2.4.1 碱度影响
        2.4.2 MgO含量影响
        2.4.3 MnO含量影响
    2.5 重构钢渣RO相中各组分分布及变化分析
        2.5.1 碱度影响
        2.5.2 MgO含量影响
        2.5.3 MnO含量影响
    2.6 本章小结
第三章 钢渣高温重构过程实验研究
    3.1 实验方案
        3.1.1 实验试剂与设备
        3.1.2 实验原料
        3.1.3 实验装置与方法
        3.1.4 实验样品测试与表征
    3.2 重构钢渣矿物组成分析
    3.3 重构钢渣显微形貌与微区成分分析
    3.4 重构钢渣铁元素赋存状态分析
    3.5 本章小结
第四章 重构钢渣在H₂O和CO₂环境中氧化反应特性及动力学研究
    4.1 实验方案
        4.1.1 实验原料
        4.1.2 实验装置与方法
        4.1.3 数据处理
    4.2 重构钢渣非等温氧化反应特性研究
        4.2.1 重构钢渣与H₂O非等温氧化反应特性分析
        4.2.2 重构钢渣与CO₂非等温氧化反应特性分析
    4.3 重构钢渣等温氧化反应特性研究
        4.3.1 重构钢渣与H₂O等温氧化反应特性分析
        4.3.2 重构钢渣与CO₂等温氧化反应特性分析
    4.4 重构钢渣非等温氧化反应动力学研究
        4.4.1 动力学理论分析方法
        4.4.2 重构钢渣与H₂O非等温氧化反应动力学分析
        4.4.3 重构钢渣与CO₂非等温氧化反应动力学分析
    4.5 重构钢渣等温氧化反应动力学研究
        4.5.1 动力学理论分析方法
        4.5.2 重构钢渣与H₂O等温氧化反应动力学分析
        4.5.3 重构钢渣与CO₂等温氧化反应动力学分析
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢



本文编号：3910283