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环境问题和资源问题是决定我国钢铁工业能否进一步发展的限制性环节。钢铁企业的固体废弃物资源化对于保护环境和节约资源均具有重要意义。本论文全面研究了宝钢高炉瓦斯泥资源化、粉煤灰资源化、钢铁炉渣资源化及废弃耐火材料资源化等问题,所取得的研究成果对于提高我国固体废弃物的综合利用水平具有指导意义。
(1)梅钢含锌瓦斯泥造球脱锌还原是一种合理的资源化处理方法。借助这一工艺,可获得低锌、高金属化率的优质产品,该产品的脱锌率≥98%,金属化率≥90%,含锌量≤0.05%,满足高炉炼铁或转炉炼钢对原料的要求。
(2)确定了梅钢含锌瓦斯泥球团脱锌还原的最佳工艺参数:还原温度为1250~1300℃,还原时间为20~25min,瓦斯泥球团粒度为10~12.5mm,冷却方式为盖煤冷却或隔绝流动空气冷却。
(3)确定了以粉煤灰为原料采用分选磨细制备Ⅱ级灰的工艺参数,粉煤灰细度、需水量比、28天抗压强度比等与粉磨时间的关系。
(4)以宝钢炉底渣、水泥和碎石砂为原料研制出一种新型的混凝土小型空心砌块产品,该产品符合MU7.5级普通混凝土小型空心砌块的各项指标。该产品中宝钢炉底渣的掺入量高达32%,为粉煤灰的大批量高效化综合利用提供理论依据。
(5)确定了炉底渣混凝土小型空心砌块的制备工艺参数:成型机械为海门成型机或扬州成型机,混合料附加用水量为10%,搅拌机搅拌时间为3.5~4.0min,成型振动时间为20~30s。
(6)系统探讨了宝钢高炉水渣微粉的制备工艺、性能指标和工作机理,目前该产品已在东海大桥工程、磁悬浮工程、长江隧桥工程等重大工程项目中广泛应用,具有显著的经济效益和社会效益。
(7)以高炉渣、金属硅粉、金属铝粉为原料,以Si<,3>N<,4>和AlN为晶种,高温自蔓延合成α-SiAlON粉料,然后通过热压烧结或无压烧结制备α-SiAlON陶瓷。检测分析表明,高炉渣SiAlON陶瓷具有优良的力学性能、抗冲刷和抗腐蚀性能。
(8)采用水热法利用转炉渣可以制备硫酸钙晶须。随着液固比的减小,硫酸钙晶须的长径比逐渐增大,硫酸钙内部结晶水由CaSO<,4>·2(H<,2>O)向CaSO<,4>·0.5(H<,2>O)转变。随着反应温度的升高,硫酸钙晶须的长径比呈先增大后减小的趋势,并且硫酸钙内部结晶水由CaSO<,4>·2(H<,2>O)逐渐向CaSO<,4>转变。
(9)采用水热法利用转炉渣可以制备高纯纳米氧化铁。在本实验条件下,利用转炉渣制备高纯纳米氧化铁的最佳工艺参数为pH=5,水热温度为160℃。