基于赤泥资源化利用的铁水脱硅脱磷剂研究开发

摘要

赤泥是氧化铝生产的主要固体废弃物，赤泥的堆存大量占用土地，且会引发一系列的环境问题。赤泥中含有大量氧化铁，具有很强的氧化性，Na2O、Al2O3等氧化物对熔渣熔点的降低都能起到有利的影响。因此，赤泥基铁水预处理脱硅脱磷剂的开发及应用对于赤泥的资源化利用意义重大。 本论文针对赤泥的成分和物相特征，借助相图分析、熔化性能测试进行赤泥基脱硅脱磷剂的设计、开发。并通过铁水脱硅脱磷高温模拟实验，对利用赤泥基脱硅脱磷剂进行铁水预处理的脱硅脱磷过程进行系统研究，在本实验条件得到如下结论: (1)随着赤泥与CaO质量比的增加，赤泥基脱硅脱磷剂的熔化温度先降低后升高，当赤泥与CaO质量比为100∶30时，改质渣的熔化温度达到最低，为1163℃。赤泥基脱硅脱磷剂的熔化速度随着赤泥与CaO质量比的增加呈现先降低后增大的趋势，其中当赤泥与CaO质量比为100∶30时熔化速度最快，可在31s内熔化。 (2)以赤泥基脱硅脱磷剂进行铁水预处理，脱硅脱磷的综合效果良好。随着脱硅脱磷反应的进行，熔渣中铁氧化物含量减少，可能发生“回磷”现象。碱度过大可能导致脱硅脱磷动力学条件的恶化。赤泥的改质方案以赤泥与CaO的质量比为100∶30为宜。 (3)分批多次加入赤泥基脱硅脱磷剂的加料方式可以明显改善铁水预处理脱磷效果，铁水预处理脱硅率达89％，脱磷率达62％。渣中磷主要以Na2Ca4(PO4)2SiO4的形式赋存于FeO相周围。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1研究背景

1．2研究目的及意义

1．3研究内容

第2章 文献综述

2．1铁水预处理脱硅的理论基础

2．1．1脱硅热力学

2．1．2铁水预脱硅的影响因素

2．2铁水预处理脱磷的理论基础

2．2．1脱磷热力学

2．2．2固体CaO成渣及渣金反应机理

2．3赤泥的综合利用现状

2．3．1以赤泥为原料提炼有色金属

2．3．2赤泥在农业领域的应用

2．3．3赤泥在环保领域的应用

2．3．4赤泥在化工领域的应用

2．3．5赤泥在钢铁行业中的应用

第3章 赤泥基脱硅脱磷剂的设计与开发

3．1赤泥的成分及物相分析

3．2赤泥改质方案的设计

3．3赤泥改质渣熔化性能的测定

3．3．1实验原料

3．3．2实验装置

3．3．3实验方案

3．3．4实验结果与分析

3．4本章小结

第4章 新型脱硅脱磷剂在铁水预处理中的应用研究

4．1实验方案及结果

4．1．1实验原料

4．1．2实验设备

4．1．3实验步骤

4．1．4实验方案

4．2不同铁水硅初始含量条件下的脱硅脱磷效果分析

4．3不同渣系成分条件下的脱硅脱磷效果分析

4．4不同渣金比条件下的脱硅脱磷效果分析

4．5新型脱硅脱磷剂的使用工艺探究

4．5．1铁水中各元素含量变化

4．5．2脱硅脱磷渣中物相

4．6本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢