高炉渣高温重构结构组成变化研究(附件)【字数：16766】
摘 要摘 要高炉渣是高炉冶炼生产产生的一种固体废弃物，由于高炉渣中含有多种珍贵的元素，例如钛、钙和镁等元素，因此高炉渣非常具有回收利用的价值。目前，如何高效综合利用高炉渣成为冶金工作人员的重要研究课题。本文在绪论部分总结了高炉渣的成分、性质以及处理工艺等重要内容，进而提出了一种高炉渣资源化利用的有效途径。具体工艺流程是将处理好的高炉渣和外加剂氢氧化钠混合，放在马弗炉内高温煅烧，然后将煅烧渣水解过滤得到溶液和残渣，最后浸取处理溶液，从而初步达到了渣液分离，提取某些成分的目的。此外，本实验采用了X射线衍射分析、扫描电镜以及能谱分析的检测方法，保证了实验结果的可靠性。本论文研究表明利用碱性外加剂氢氧化钠（NaOH）通过高温煅烧分离高炉渣的方法是可行的，并且这种方法实验耗时较短，流程简洁，效果显著。关键词高炉渣；钠化剂；高温煅烧
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 研究背景 1
1.2高炉渣的分类及组成 1
1.3 高炉渣的物理化学性质 2
1.4 高炉渣的利用现状分析 4
1.4.1 国内外高炉渣的处理工艺 4
1.4.2 高炉渣的主要用途 4
1.4.3 含钛高炉渣的综合利用 6
1.5 高炉渣提取有价组分的研究 7
1.6本课题的研究内容和研究意义 8
1.6.1本课题的研究内容 8
1.6.2 本课题的研究意义 8
第二章 普通高炉渣纳化过程的热力学分析 10
2.1 引言 10
2.2 钠化过程的热力学计算方法 10
2.3 高炉渣钠化反应热力学计算 11
2.4 高炉渣钠化制度的提出 13
2.5 本章小结 14
第三章 实验方法及原料 15
3.1 实验材料 15
3.2 实验仪器 15
3.3 实验方法 16
3.3.1高炉渣高温重构实验 16
3.3.2 煅烧渣的处理 17
3.3.3煅烧渣的水解浸取实验 18
3.4实验原料分析 19
3.4.1 X射线荧光分析 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
19
3.4.3扫描电镜分析 20
3.5 本章小结 21
第四章 实验结果及讨论 22
4.1 煅烧温度对高炉渣钠化反应的影响 22
4.1.1 高炉渣煅烧重量变化规律 22
4.1.2 X射线衍射分析 22
4.1.3 扫描电镜分析 24
4.1.4能谱（EDS）分析 25
4.2 高炉渣粒度对钠化反应的影响 26
4.2.1 高炉渣煅烧重量变化规律 26
4.2.2 X射线衍射分析 26
4.2.3 扫描电镜分析 27
4.2.3 能谱分析仪分析 28
4.3钠化剂对高炉渣反应的影响 30
4.4本章小结 30
结论及建议 31
致 谢 33
参 考 文 献 34
第一章 绪 论
1.1 研究背景
我国是世界上最大的钢铁生产国，伴随而来的是钢铁厂高炉排出的大量的高炉渣，高炉渣是高炉炼铁时产生的主要副产品。在冶炼生铁时，需要加入高炉中的原料有铁矿石和焦炭以及作为助溶剂的白云石和石灰石等，当炉温达到14001600℃ 时，铁矿石被还原成生铁，矿石中的脉矿、焦炭中的灰分以及其他不能融入生铁中的杂质混合形成高炉渣，高炉渣浮于铁水之上，主要以硅酸盐和铝酸盐为主。所以，高炉炉渣是由脉石、灰分、熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成的，是一种易熔混合物[1]。高炉渣作为一种固体废弃物，大量的被堆积在渣场中，占用了耕地，其中高炉渣中的一些有害化学成分还会渗入到土壤河流之中，影响了动植物的正常发育；高炉渣占用空间大，阻碍了交通，对人们的日常出行造成了极大的影响。并且在一些地区，高炉渣甚至产生了大量煤粉，污染了本来清新的空气，使空气质量下降，进而威胁人们的身体健康。以高炉渣存在的危害为背景，本课题探索如何高效地利用高炉渣，使高炉渣资源化回收利用。
1.2高炉渣的分类及组成
按照冶炼生铁的品种可以分为铸造生铁渣、炼钢生铁渣和特种生铁渣。铸造生铁渣是冶炼铸造生铁时排除的渣；炼钢生铁渣是高炉连续铸钢炼铁时产生的渣；特种生铁渣是用含有其他金属的铁矿石冶炼生铁时排出的渣。按照渣的碱度可以分为碱性渣、中性渣和酸性渣。碱性渣是碱度M大于1的渣；中性渣是碱度M等于1的渣；酸性渣是碱度小于1的渣。按照处理方法可以分为急冷渣和慢冷渣。按照高炉渣的形态可以分为粒状渣、浮石状渣、纤维状渣以及块状渣和粉状渣。按照渣中TiO2含量分为低钛含钛高炉渣（TiO2<10％）、中钛含钛高炉渣（TiO2 为10％15％）和高钛含钛高炉渣（TiO2>15％）[2]。
高炉渣的主要化学成分有二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化铁(FeO)、氧化锰(MnO)和硫等。此外一些高炉渣中还含有微量的氧化钛（TiO2）和氧化钒（V2O5）等，其中氧化钙(CaO) 、二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝(Al2O3)占高炉渣的90％以上。
表11 一些高炉渣的化学成分（％）
炉渣种类
SiO2
CaO
Al2O3
MgO
MnO
S
TiO2
铸造、炼钢高炉渣
32～41
32～49
6～17
2～13
0.1～4
0.2～2
—
锰铁炉渣
21～37
25～47
7～23
1～9
3～24
0.2～2
—
含钛高炉渣
12～32
20～31
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 研究背景 1
1.2高炉渣的分类及组成 1
1.3 高炉渣的物理化学性质 2
1.4 高炉渣的利用现状分析 4
1.4.1 国内外高炉渣的处理工艺 4
1.4.2 高炉渣的主要用途 4
1.4.3 含钛高炉渣的综合利用 6
1.5 高炉渣提取有价组分的研究 7
1.6本课题的研究内容和研究意义 8
1.6.1本课题的研究内容 8
1.6.2 本课题的研究意义 8
第二章 普通高炉渣纳化过程的热力学分析 10
2.1 引言 10
2.2 钠化过程的热力学计算方法 10
2.3 高炉渣钠化反应热力学计算 11
2.4 高炉渣钠化制度的提出 13
2.5 本章小结 14
第三章 实验方法及原料 15
3.1 实验材料 15
3.2 实验仪器 15
3.3 实验方法 16
3.3.1高炉渣高温重构实验 16
3.3.2 煅烧渣的处理 17
3.3.3煅烧渣的水解浸取实验 18
3.4实验原料分析 19
3.4.1 X射线荧光分析 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
19
3.4.3扫描电镜分析 20
3.5 本章小结 21
第四章 实验结果及讨论 22
4.1 煅烧温度对高炉渣钠化反应的影响 22
4.1.1 高炉渣煅烧重量变化规律 22
4.1.2 X射线衍射分析 22
4.1.3 扫描电镜分析 24
4.1.4能谱（EDS）分析 25
4.2 高炉渣粒度对钠化反应的影响 26
4.2.1 高炉渣煅烧重量变化规律 26
4.2.2 X射线衍射分析 26
4.2.3 扫描电镜分析 27
4.2.3 能谱分析仪分析 28
4.3钠化剂对高炉渣反应的影响 30
4.4本章小结 30
结论及建议 31
致 谢 33
参 考 文 献 34
第一章 绪 论
1.1 研究背景
我国是世界上最大的钢铁生产国，伴随而来的是钢铁厂高炉排出的大量的高炉渣，高炉渣是高炉炼铁时产生的主要副产品。在冶炼生铁时，需要加入高炉中的原料有铁矿石和焦炭以及作为助溶剂的白云石和石灰石等，当炉温达到14001600℃ 时，铁矿石被还原成生铁，矿石中的脉矿、焦炭中的灰分以及其他不能融入生铁中的杂质混合形成高炉渣，高炉渣浮于铁水之上，主要以硅酸盐和铝酸盐为主。所以，高炉炉渣是由脉石、灰分、熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成的，是一种易熔混合物[1]。高炉渣作为一种固体废弃物，大量的被堆积在渣场中，占用了耕地，其中高炉渣中的一些有害化学成分还会渗入到土壤河流之中，影响了动植物的正常发育；高炉渣占用空间大，阻碍了交通，对人们的日常出行造成了极大的影响。并且在一些地区，高炉渣甚至产生了大量煤粉，污染了本来清新的空气，使空气质量下降，进而威胁人们的身体健康。以高炉渣存在的危害为背景，本课题探索如何高效地利用高炉渣，使高炉渣资源化回收利用。
1.2高炉渣的分类及组成
按照冶炼生铁的品种可以分为铸造生铁渣、炼钢生铁渣和特种生铁渣。铸造生铁渣是冶炼铸造生铁时排除的渣；炼钢生铁渣是高炉连续铸钢炼铁时产生的渣；特种生铁渣是用含有其他金属的铁矿石冶炼生铁时排出的渣。按照渣的碱度可以分为碱性渣、中性渣和酸性渣。碱性渣是碱度M大于1的渣；中性渣是碱度M等于1的渣；酸性渣是碱度小于1的渣。按照处理方法可以分为急冷渣和慢冷渣。按照高炉渣的形态可以分为粒状渣、浮石状渣、纤维状渣以及块状渣和粉状渣。按照渣中TiO2含量分为低钛含钛高炉渣（TiO2<10％）、中钛含钛高炉渣（TiO2 为10％15％）和高钛含钛高炉渣（TiO2>15％）[2]。
高炉渣的主要化学成分有二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氧化铁(FeO)、氧化锰(MnO)和硫等。此外一些高炉渣中还含有微量的氧化钛（TiO2）和氧化钒（V2O5）等，其中氧化钙(CaO) 、二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝(Al2O3)占高炉渣的90％以上。
表11 一些高炉渣的化学成分（％）
炉渣种类
SiO2
CaO
Al2O3
MgO
MnO
S
TiO2
铸造、炼钢高炉渣
32～41
32～49
6～17
2～13
0.1～4
0.2～2
—
锰铁炉渣
21～37
25～47
7～23
1～9
3～24
0.2～2
—
含钛高炉渣
12～32
20～31
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/jscl/4.html
