微波场处理转炉钢渣脱磷的热力学研究--《河北联合大学》2013年硕士论文
微波场处理转炉钢渣脱磷的热力学研究
【摘要】：在我们的国家中，每年产转炉钢渣5500万t左右。钢渣的综合利用是实现环境可持续发展，推动循环经济大力发展的重要战略方针。以保护环境的角度看，需要研发将钢渣中磷去除并富集以及回收渣中铁锰等金属的利用技术；以转炉渣再资源化的角度看，在微波加热条件下利用碳质还原剂处理钢渣，尽量满足化学反应的各种热力学条件，最大限度的回收有益元素。而微波加热技术应用于冶金行业是一种简单而高效的方法，在金属的还原和回收方面有着广阔的应用前景。
在微波加热条件下，通过对转炉钢渣的碳热还原脱磷反应进行实验研究，分析并研究了反应中铁氧化物、磷的还原热力学因素，以及在气、渣、铁三相中磷的分布行为。结果表明：在℃，转炉钢渣的脱磷率最高可达93.78%，其中磷进入铁碳合金的比例为66.84%。随着温度或者碳当量的升高，钢渣总脱磷率也相应地增大。粒度越细小越有利于提高钢渣脱磷效果。钢渣种类对还原脱磷的影响较显著。还原剂种类对钢渣脱磷有较明显的影响。从整体经济效益及环境污染程度来看，选择焦炭比较好。钢渣碱度对还原脱磷的效果也有明显的影响。
在微波加热钢渣脱磷的反应中，磷有三个去向，分别为进入铁－碳合金相的比例相对较高，形成磷蒸气的比例相对较低，而进入渣相的比例最少。其中，实测溶解在过滤用水的磷含量平均为2.29mg/L。
综上所述，可以确定钢渣脱磷的最适宜的工艺参数。同样的，研究结果也为钢铁企业实现循环生产、节约资源、降低环境污染、增加企业经济效益提供了有价值的参考依据。
【关键词】：
【学位授予单位】：河北联合大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：X757【目录】：
摘要4-5Abstract5-9引言9-10第1章 文献综述10-27 1.1 微波原理概述10-17
1.1.1 微波的来源和波动特性10-11
1.1.2 微波与物质的相互作用11-12
1.1.3 微波技术原理12-13
1.1.4 微波技术的优特点以及性质13-15
1.1.5 微波应用于冶金行业15-17 1.2 钢渣概述17-20
1.2.1 转炉钢渣的来源以及种类17
1.2.2 转炉钢渣的基本物化性质17-20 1.3 钢渣处理技术概述20-23
1.3.1 转炉渣“稳定化”预处理技术20-21
1.3.2 钢渣转碟法干法处理技术21
1.3.3 转炉钢渣微粉处理技术21-22
1.3.4 转炉钢渣的铸余渣处理技术22
1.3.5 转炉钢渣的高温碳热还原技术22
1.3.6 HK 钢渣粒化法处理技术22-23 1.4 转炉钢渣资源化综合利用现状23-27
1.4.1 生产为水泥的应用24
1.4.2 钢渣在农业方面的应用24-25
1.4.3 钢渣在医药用价值方面的应用25
1.4.4 转炉渣制作工程材料的应用25-26
1.4.5 钢渣作陶瓷产品的应用26
1.4.6 在冶金领域的应用26-27第2章 研究方案27-32 2.1 研究目标27 2.2 研究内容27-28 2.3 实验方案28-31
2.3.1 实验设备28
2.3.2 实验方案28-30
2.3.3 实验原料30
2.3.4 实验条件30
2.3.5 实验步骤30-31 2.4 关键问题与预期创新点31-32第3章 反应热力学原理及实验结果32-41 3.1 微波碳热还原钢渣脱磷的反应热力学原理32-39
3.1.1 气化脱磷反应的热力学基础32-34
3.1.2 用固体碳还原的气化脱磷热力学计算34-38
3.1.3 惰性气体氮气对气化脱磷反应的影响38-39 3.2 微波碳热还原转炉钢渣脱磷实验结果39-41第4章 影响微波碳热还原钢渣脱磷的热力学因素41-60 4.1 温度对还原反应的影响41-43
4.1.1 温度实验的实验方案及实验数据41
4.1.2 温度对脱磷率影响的分析41-43 4.2 碳当量对还原反应的影响43-47
4.2.1 配碳量实验的实验方案及实验数据43-44
4.2.2 配碳量对脱磷率影响的分析44-47 4.3 粒度对脱磷效果的影响47-49
4.3.1 实验数据47
4.3.2 粒度对脱磷率影响的分析47-49 4.4 钢渣种类对还原反应的影响49-51
4.4.1 实验数据49-50
4.4.2 钢渣种类对脱磷率影响的分析50-51 4.5 还原剂种类对脱磷反应的影响51-53
4.5.1 实验数据51-52
4.5.2 还原剂种类对脱磷率影响的分析52-53 4.6 碱度对钢渣脱磷效果的影响53-56
4.6.1 实验数据53-54
4.6.2 碱度对脱磷率影响的分析54-56 4.7 磷在三相中的分布56-60结论60-61参考文献61-65致谢65-66导师简介66-67作者简介67-68学位论文数据集68
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利用钢渣制备吸磷剂的研究
　　随着钢铁工业的发展钢渣排放量日渐增多，钢渣中铁和钙含量较高，硫铁矿渣中铁、硅含量较多，大量的废渣堆置不仅使其中的有效成分没有得到利用，而且长期堆放污染环境，利用钢渣制备吸磷剂，变废为宝。自制吸磷剂处理模拟浓度50ug/mL 含磷废水用量为8g/L、pH 值7.50～7.60，l.5h 磷的去除率达到99%以上。
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天津科技大学海洋科学与工程学院,天津市,300457
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