提高转炉除尘灰冷压球团强度的粘结剂研究

摘要

转炉除尘灰就是钢铁生产过程中产生的冶金粉尘，由于其含铁含量高(TFe＞50％)可以作为二次资源加以回收利用。针对常规转炉除尘灰处理工艺生产出来的压块球团强度低和易粉化的问题，本文采用无消解配加专用粘结剂的方法加以解决。首先使用常用粘结剂CMC、水玻璃、木钙、糖浆对转炉除尘灰冷压球团的物化性能进行了研究。然后，从热力学和摩尔体积两方面对转炉除尘灰冷压球团粉化机理进行了分析，提出无需消解而直接对转炉除尘灰进行冷压球团的制备方法。之后，使用NaHCO3NH4HCO3、(NH4)2CO3进行了压球实验。在以上实验结果的基础上，复合出转炉除尘灰冷压球团专用新型粘结剂N，并对N的固结效果进行了试验。研究结果表明:
　　(1)转炉除尘灰冷压球团在使用常用粘结剂时，固结球的粉化现象明显，生球的强度差别不大。
　　(2)转炉除尘灰冷压球团在常温下固结24h后出现粉化的主要原因是CaO消解造成的体积膨胀。
　　(3)提出采用含有[CO2-3]的物质固结转炉除尘灰中的CaO，但需满足两个条件:①可与CaO发生反应;②生成相与反应物之间的摩尔体积变化不宜增大。
　　(4)采用NaHCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3提供[CO2-3]固结转炉除尘灰中的CaO从而解决固结球的粉化是可行的。NH4HCO3、(NH4)2CO3的添加量大于6％时，粉化现象可消除。
　　(5)粘结剂N对解决转炉除尘灰冷压球团粉化和提高固结球强度有显著效果。在6％水分和30MPa的压力下，添加1.5％的N，固结球无粉化，添加4％的N，固结球强度抗压强度可达1124N/个，落下强度达5.8次/2m。水分添加量宜为6％～7％。N的最短固结时间在11h左右。

目录

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摘要

第1章 文献综述

1．1 钢铁工业的发展现状

1．2 转炉除尘灰的来源及处理工艺现状

1．2．1 转炉除尘灰的来源

1．2．2 转炉除尘灰的特点

1．3 转炉除尘灰的利用现状及发展趋势

1．3．1 转炉除尘灰的利用现状

1．3．2 转炉除尘灰的利用趋势

1．3．3 转炉除尘灰的压块现状及其问题

1．4 冷压球团用粘结剂的介绍

1．4．1 常用粘结剂介绍

1．4．2 粘结剂的粘结机理

1．5 本课题研究的目的及意义

第2章 原料物性及研究方法

2．1 原料物性

2．1．1 转炉除尘灰的化学组成

2．1．2 转炉除尘灰的粒度组成

2．1．3 转炉除尘灰的微观形貌

2．2 研究方法

2．2．1 实验流程

2．2．2 强度表征方法

2．2．3 实验中使用的主要设备

2．3 本章小结

第3章 初步实验及其结果讨论

3．1 初步实验的实验方法

3．2 初步实验中使用的粘结剂

3．3 实验参数的确定

3．3．1 水分添加量的取值

3．3．2 压力参数的确定

3．3．3 固结时间的确定

3．4 实验及其实验结果

3．5 实验结果讨论

3．5．1 水玻璃添加量对球团强度的影响

3．5．2 木钙添加量对球团强度的影响

3．5．3 CMC的添加量对球团强度的影响

3．5．4 糖浆的添加量对球团强度的影响

3．5 本章小结

第4章 转炉除尘灰冷压球团粉化机理及解决方法

4．1 转炉除尘灰冷压球团粉化机理

4．1．1 球团固结过程中的物理化学变化

4．1．2 转炉除尘灰冷压球团粉化机理

4．2 转炉除尘灰冷压球团粉化的解决方法

4．3 添加NaHCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3的实验结果

4．4 NaHCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3对球团强度的影响

4．5 实验结果探讨

4．4 小结

第5章 粘结剂N的开发及其试验结果

5．1 粘结剂N的开发依据

5．2 N粘结剂的作用机理

5．3 粘结剂N对转炉除尘灰冷压球团的试验结果

5．3．1 不同N添加量对固结球强度的影响

5．3．2 不同水分条件下N对固结球强度的影响

5．3．3 不同固结时间对球团强度的影响

5．4 N对转炉除尘灰冷压球团的试验结果讨论

5．5 小结

第6章 结论

参考文献

致谢