鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的固體廢棄物,是鋼鐵企業(yè)排放量最大的冶金渣之一,但其資源化利用率低,不妥善處理不僅占用土地、污染環(huán)境,而且還會造成嚴重的資源浪費。關于鋼渣還原提取鐵資源的研究,目前主要采用碳熱法,與此工藝相比,本研究采用鋁灰還原熔融鋼渣新工藝,在充分利用鋼渣余熱的同時完成鋼渣中有價組元的提取回收和尾渣安定化處理,具有金屬收得率高和冶煉成本低等諸多優(yōu)點。然而,在冶煉條件下鋁灰中主要組元的溶解動力學和鋁灰還原過程中還原動力學尚缺乏系統(tǒng)研究。本文在國內(nèi)外關于鋼渣還原反應以及溶解動力學研究狀況的基礎上,基于高溫動力學實驗,考察了還原進程中熔渣成分和堿度對鋁灰主要組元溶解以及不同溫度對還原反應的影響規(guī)律,分別建立了鋁灰中Al2O3溶解動力學模型和鋁灰還原熔融鋼渣中FeO的還原動力學模型,確定了溶解和還原過程的限制性環(huán)節(jié),同時,結合實驗結果以及溶解界面微觀結構分析,探討了Al2O3的溶解機理。論文所得主要結論如下。(1)在1550℃條件下,不同熔渣還原進程中熔渣成分和堿度對鋁灰中Al2O3溶解量和溶解轉(zhuǎn)化率均有重要影響。隨著渣中FeO還原度和堿度的增加,Al2O3溶解量和溶解轉(zhuǎn)化率均逐漸降低。...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 研究目的及意義
    1.4 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
第2章 文獻綜述
    2.1 鋼渣概況
        2.1.1 鋼渣的來源
        2.1.2 鋼渣的組成
    2.2 鋼渣綜合利用發(fā)展現(xiàn)狀分析
        2.2.1 鋼渣在冶金流程內(nèi)的利用
        2.2.2 鋼渣在冶金流程外的利用
    2.3 鋁灰概況及利用情況
        2.3.1 鋁灰的來源及組成
        2.3.2 鋁灰的危害
        2.3.3 鋁灰的綜合利用
    2.4 國內(nèi)外溶解動力學相關研究現(xiàn)狀
    2.5 國內(nèi)外還原動力學相關研究現(xiàn)狀
    2.6 本章小結
第3章 熔融鋼渣中鋁灰組元溶解行為研究
    3.1 實驗原料及制備
        3.1.1 預熔渣制備用化學試劑
        3.1.2 實驗預熔渣樣制備
        3.1.3 實驗用Al₂O₃球制備
    3.2 實驗裝置與檢測手段
        3.2.1 高溫溶解實驗設備
        3.2.2 檢測設備
    3.3 實驗方案
        3.3.1 實驗用Al₂O₃球粒徑選取
        3.3.2 實驗溫度選取
        3.3.3 熔渣成分的選取
        3.3.4 熔渣堿度的選取
        3.3.5 溶解時間的選取
    3.4 實驗步驟
    3.5 實驗結果與討論
        3.5.1 熔渣還原進程中不同熔渣成分對Al₂O₃溶解的影響及分析
        3.5.2 熔渣堿度對Al₂O₃溶解的影響及分析
    3.6 熔融轉(zhuǎn)爐鋼渣中Al₂O₃固液溶解反應界面分析
        3.6.1 熔渣還原進程中不同熔渣成分對Al₂O₃溶解反應界面影響
        3.6.2 熔渣堿度對Al₂O₃溶解反應界面的影響
        3.6.3 Al₂O₃在熔融鋼渣中的溶解機理
    3.7 熔融轉(zhuǎn)爐鋼渣中Al₂O₃溶解動力學模型建立及分析
        3.7.1 模型建立
        3.7.2 不同熔渣還原進程中Al₂O₃溶解限制性環(huán)節(jié)分析
        3.7.3 不同熔渣堿度下Al₂O₃溶解限制性環(huán)節(jié)分析
    3.8 本章小結
第4章 鋁灰還原熔融鋼渣還原動力學研究
    4.1 實驗原料及實驗裝置
        4.1.1 鋼渣成分
        4.1.2 鋁灰成分
    4.2 實驗裝置
    4.3 實驗方案
        4.3.1 實驗原料配比
        4.3.2 實驗溫度選取
        4.3.3 還原反應時間的選取
        4.3.4 實驗氣氛的選取
    4.4 實驗步驟
    4.5 實驗結果與討論
    4.6 鋁灰還原熔融轉(zhuǎn)爐鋼渣還原動力學模型建立及分析
        4.6.1 模型選擇
        4.6.2 反應級數(shù)確定
        4.6.3 模型建立
        4.6.4 不同溫度下鋁灰還原熔融轉(zhuǎn)爐鋼渣限制性環(huán)節(jié)分析
    4.7 本章小結
第5章 結論
參考文獻
致謝



本文編號：3750803