• 2023年第3期文章目次
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    • >节能环保与综合利用
    • 高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质墙材的研究

      2023, 48(3):1-6. DOI: 10. 13403/j. sjqt. 2023. 03. 032

      摘要 (2) HTML (0) PDF 379.24 K (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对半干法烧结脱硫灰因成分复杂且含 CaSO3 较高,综合利用难度大的问题,本文基于多源固废协同利用思想,在非蒸压养护条件下以半干法烧结脱硫灰和粉煤灰为主要原料制备高附加值的轻质节能墙材,考察了原料配比、粉煤灰细度、初期养护温度、激发剂种类与用量等因素对产品强度性能的影响。结果表明:当粉煤灰、半干法烧结脱硫灰、石灰、水泥熟料间的质量比为 40:40:5:15,玻璃纤维、三乙醇胺用量分别为 1% 和 0.06%,经 40 ℃、7 d 的初期养护及随后的自然养护,得到密度为 803 kg/m3,28 d 抗压强度可达 8.64 MPa 的轻质墙材,其主要性能指标均满足《建筑隔墙用保温条板》(GB/T 23450—2009)的要求。该工艺无需对半干法脱硫灰进行预氧化处理,为其简易、高值化利用提供了技术支持。

    • 钢铁厂铬泥高温焚烧重金属形态分布及其环境风险评价

      2023, 48(3):7-13. DOI: 10. 13403/j. sjqt. 2023. 03. 033

      摘要 (0) HTML (0) PDF 471.92 K (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢铁冶金行业的铬泥主要来自于轧钢过程中排放的含铬废水经化学还原、中和沉淀和污泥压滤后产生的水站污泥。为了减少铬泥对社会环境的危害,本文以华中某钢铁厂污水处理站的铬泥为研究对象,通过管式炉焚烧实验探究了焚烧前后铬泥中重金属的赋存形态特征,并采用毒性浸出法(TCLP)和风险评价编码法(RAC)对铬泥中重金属的潜在生态风险进行评价。结果表明:焚烧处置后铬泥中重金属的TCLP提取态含量大幅度下降,其中重金属Cr、Pb、Zn与Ni的TCLP提取态含量分别下降99.17%、82.92%、51.11%、77.86%,重金属形态分布几乎以残渣态为主;RAC风险评价结果显示,800 ℃焚烧处置后铬泥中Cr的环境风险极低。本研究可为烧结协同处置铬泥提供技术参考。

    • 含锌尘泥火法挥发的次氧化锌制备硫酸锌研究

      2023, 48(3):14-19. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.034

      摘要 (0) HTML (0) PDF 577.10 K (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现含锌尘泥的高值化利用,本文以含锌尘泥火法处理挥发得到的次氧化锌为原料,开展了硫酸浸出次氧化锌制备硫酸锌的研究。结果表明:在硫酸质量分数为22.42%、浸出时间为20 min、液固比为2.5:1、搅拌速度为300 r/min的条件下,滤渣中Zn质量分数由61.17%降低至2.61%,Pb质量分数由5.86%提高至34.24%,硫酸锌溶液中Zn离子质量浓度高达243.01 g/L,Pb离子质量浓度降低至1.50 g/L;试验得到的硫酸锌溶液在结晶温度为20 ℃,结晶时间为60 min条件下,得到纯度大于99%的硫酸锌产品,且该产品满足饲料添加剂硫酸锌的质量标准。

    • 铁矿烧结减污降碳及协同处置固废新技术

      2023, 48(3):20-26. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.035

      摘要 (4) HTML (0) PDF 441.58 K (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:碳中和、碳达峰背景下钢铁行业面临新的机遇和挑战, 烧结工序作为钢铁长流程生产种的重要一环, 降低其污染物排放总量、实现生产过程低碳化、扩展烧结功能实现高附加值是铁矿烧结技术进步的必然要求。本文回顾了传统的超低排放技术、烧结固体燃料供热模式及工业炉窑协同处置固废技术特点, 重点介绍了低碳低成本深度净化新技术、高配比富氢燃料烧结新技术及烧结协同处置固废新技术, 并展望了以上技术对实现烧结减污降碳及社会效益的应用前景。

    • 钢铁厂电炉灰和转炉LT灰消解特性研究

      2023, 48(3):27-33. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.036

      摘要 (0) HTML (0) PDF 562.00 K (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地利用钢铁厂含锌粉尘,本文结合现场转底炉生产工艺,研究了消解时间、物料水分、OG-LT 混合灰质量比以及消解方式等参数对钢铁厂电炉灰和 LT 灰中 f-CaO 消解程度的影响。结果表明:延长消解时间和增加水分对提高电炉灰、LT 灰的消解率有利,但是均不能使 f-CaO 消解完全;在确保物料流动性和生产顺行的前提下,当含水量为 15% 时,至少需消解 48 h 以上,电炉灰和 LT 灰中的 f-CaO 消解率才能达到 80% 以上;当 OG 泥和 LT 灰的质量比超过 2:1 时,OG-LT 混合灰中的 f-CaO 消解率达到 70% 以上。生产现场可以采用落地加水放置以及提高 OG 泥在混合灰中比例的方式解决因 f-CaO 发生消解反应对生产带来的不利影响。此外,通过加水浸泡、机械活化等工艺也是提高含锌粉尘 f-CaO 消解率的重要措施。

    • 基于同步辐射 μXRF 的烧结烟尘微量元素测定与相关性分析

      2023, 48(3):34-41. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.037

      摘要 (0) HTML (0) PDF 1003.81 K (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用同步辐射 X 射线荧光光谱微区分析法(μXRF)对铁矿烧结烟尘进行多元素分析,得到 16 个元素(Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Hg、Na、K、Rb、Cs、Ca、F、S、Cl)的特征峰强度,分别构建出各元素相对强度的微区二维空间分布图;并采用主成分分析(PCA)对所选元素进行降维分类,进而降低利用相关性分离原理进行各元素分布特征解析时的难度。研究发现,部分元素间存在很强的相关性,第一主成分中 Fe 和 Mn 相关性系数达到 0.807,第二主成分中 Cu、Zn 和 As 之间相关性系数在 0.651~0.664 之间。根据元素之间的线性相关关系可建立起宏量元素与微量元素之间的关系,有望预测烧结烟尘中主要有价元素、毒害元素分布特点,为铁矿烧结烟尘中微量元素的分析提供借鉴与参考。

    • 活性炭负载过渡金属氧化物低温同时脱硫脱硝性能研究

      2023, 48(3):42-49. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.038

      摘要 (1) HTML (0) PDF 633.58 K (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高活性炭低温脱硫脱硝性能,本文采用超声辅助等体积浸渍法制备 V2O5/AC、CeO2/AC、Fe-Ce/AC、Mn-Ce/AC,4 种负载过渡金属氧化物的改性活性炭,并采用 BET、XRD、FT-IR 和 NH3-TPD 等表征手段对各种活性炭材料的物化性质进行了探究,同时研究了改性活性炭在不同组分模拟烟气中的低温脱硫脱硝性能。试验结果表明:在无氨条件下,烟气中 10% 的 H2O 对 AC、V2O5/AC、CeO2/AC、Fe-Ce/AC 和 Mn-Ce/AC 的吸附效果具有促进作用,其中 Mn-Ce/AC 具有最大的 NO 和 SO2 吸附容量,分别为 5.4、10.2 mg/g;在氨存在的条件下同时脱硫脱硝,Fe-Ce/AC 表现出最佳的 NO 催化性能(48.2%)和较大的 SO2 吸附容量(13.2 mg/g)。

    • 高锌污泥与焦化除尘灰的协同应用研究

      2023, 48(3):50-54. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.039

      摘要 (0) HTML (0) PDF 401.17 K (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对烧结过程中处理高锌污泥易造成高炉锌负荷升高、利用焦化除尘灰易造成燃耗升高等问题,本文在对两种物料基础性分析的基础上,利用烧结杯模拟试验,通过将两者按一定质量比混合,按不同方法混入烧结混匀矿,进行转炉高锌污泥烧结脱锌试验研究。结果表明:将高锌污泥和焦化除尘灰按一定质量比混合后进行造球,布料时将其布到铺底料上部进行烧结的方法,可将污泥中的 ZnO 还原并富集在烧结除尘灰中。确定的最佳工艺参数:高锌污泥与焦化除尘灰的质量比为 1:1~1:2,即 n(ZnO)/n(C) = 0.01~0.005,高锌污泥和焦化除尘灰混合制粒小球粒径为 3~6 mm。在最佳工艺条件下,各项指标较优,当质量比在 1:2 时,脱锌率可达到 65.4%。

    • >烧结
    • 改进的差分进化算法及其在烧结配料中的应用

      2023, 48(3):55-62. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.040

      摘要 (1) HTML (0) PDF 533.15 K (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统烧结配料方法准确率和经济性低等问题,本文提出一种分阶段二次变异的改进差分进化算法。其特征:结合多种变异策略,在算法运行过程中,分阶段的选择合适的变异策略;当适应度值连续多次迭代不更新时,加入正态分布的扰动因子可以有效地改善种群的结构,使算法跳出停滞状态,减少陷入局部最优解的概率;算法中各参数采用自适应值,通过8个标准测试函数验证改进差分进化算法的性能。试验结果表明:改进后的算法精度高,全局寻优能力强,将其应用于烧结配料问题中,可在保证混合料基本成分的基础上得到成本最优解。

    • 铅锌矿废石替代白云石用于铁矿烧结的工艺研究

      2023, 48(3):63-69. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.041

      摘要 (3) HTML (0) PDF 539.15 K (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决低成本、规模化消纳铅锌矿废石问题,本文针对广西某高钙镁型铅锌矿废石,基于烧结杯试验开展了铅锌矿废石替代普通白云石用于铁矿烧结的工艺研究,分析了配加铅锌矿废石对烧结矿产、质量与 SO2、NOx 气体污染物排放的影响。结果表明:试验用高钙镁型铅锌矿废石的主要物相为白云石,同时含有少量微细粒石英、黄铁矿和闪锌矿,其化学成分接近于烧结用普通白云石;当铅锌矿废石对普通白云石的取代占比不高于 40% 时,对烧结过程和烧结矿质量没有明显不利影响,且铅锌矿废石带入的 Zn、S 等有害元素均得到有效脱除。研究结果将为实现高钙镁型铅锌矿废石的规模化消纳和低成本高效利用提供新思路。

    • 烧结机台车车轮踏面缺陷检测系统设计与实现

      2023, 48(3):70-75. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.042

      摘要 (1) HTML (0) PDF 713.79 K (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:烧结机台车车轮踏面缺陷有时会造成烧结机台车车轮发生卡顿、停滞、脱轨等故障,进而造成烧结机台车发生锁车现象,严重时甚至会导致生产安全事故,为避免此类问题,本文使用 YOLOv5 检测算法进行烧结机台车车轮踏面缺陷检测,并在此基础上设计了车轮踏面缺陷自动检测系统,当系统检测到车轮踏面发生缺陷时则启动报警并通过微信消息推送车轮踏面的缺陷情况,为工程师及时维护提供技术保障。测试结果表明:该检测系统对车轮踏面缺陷的查全率为 92% 以上,查准率为 100%,系统漏检的车轮踏面缺陷目标较小,基本不影响烧结机台车车轮正常运行。该系统可以应用于烧结机台车车轮踏面缺陷检测。

    • 固体燃料分加强化细粒铁精矿烧结技术研究

      2023, 48(3):76-82. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.043

      摘要 (2) HTML (0) PDF 661.51 K (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对以细粒铁精矿为主的厚料层烧结,本文采用燃料分加强化技术,研究了二次焦粉配比、焦粉小于 0.5 mm 粒级质量分数等对细粒铁精矿烧结矿产、质量的影响,分析了烧结产品矿物组成和显微结构的变化。研究结果表明:烧结所用焦粉小于 0.5 mm 粒级质量分数为 51.85%,粒度偏细;在制粒水分为 8.0%、焦粉配比为 5.3% 的优化条件下,通过适宜的燃料(焦粉)分加可提高烧结矿产、质量指标;当二次焦粉配比为 50% 时,烧结矿的成品率、转鼓强度、利用系数分别在二次焦粉配比为 0 的基础上提升了 1.68%、1.16%、3.64%,固体燃料消耗降低了 1.42%;适宜的固体燃料分加可改善烧结矿微观结构,提高结晶良好的针、条状铁酸钙体积分数。

    • >球团
    • 钠化膨润土物化性能与生球性能的相关性研究

      2023, 48(3):83-90. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.044

      摘要 (2) HTML (0) PDF 487.92 K (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究膨润土物化性能指标与其生球性能指标的相关性,本文通过微波辅助半干法对膨润土进行钠化改性处理后与铁矿粉进行混合造球并开展相关性能指标测试分析。文中主要探究了钠化过程因素对膨润土物化性能指标的影响,并利用 R 语言对其物化性能指标与生球性能指标进行多元线性回归分析,建立两类指标的相关性模型。试验结果表明:改性后膨润土的膨胀容可由 6.3 mL/g 提升到 19.8 mL/g,胶质价由 12.2 mL/(3 g) 提升到 99.8 mL/(3 g),吸水率由 134.8% 提升到 390.8%;胶质价是生球落下强度和生球抗压强度的关键影响因素,而吸水率是干球抗压强度的关键影响因素;通过逐步回归方程可粗略预测生球质量。

    • 熔剂性球团生球性能预测及优化模型研究

      2023, 48(3):91-98. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.045

      摘要 (1) HTML (0) PDF 457.08 K (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用造球试验,研究了碱度(R)、w(SiO2)、w(MgO)对熔剂性球团成球率、生球爆裂温度、抗压强度、落下强度的影响规律,并基于BP神经网络建立了生球性能预测优化模型。研究结果表明:制备熔剂性球团时,R控制在0.6~1.4之间、w(SiO2)控制在3.5%~5.0%之间、w(MgO)控制在1.8%~2.6%之间,造球的成球率均在90%以上;混合料中细粒级部分占比的增多会使生球爆裂温度升高、抗压强度与落下强度均先增大后减小;模型预测造球成球率、生球爆裂温度、抗压强度、落下强度的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为2.64%、5.09%、5.75%、11.19%,预测精准度能够满足冶金行业预测误差要求,可实现生球性能的精准预测;试验研究结合模型预测得出,当混合料的碱度为1.0、w(SiO2)为5.5%、w(MgO)为1.8%时生球的各项性能最佳。

    • 基于工业CT的球团矿三维孔隙结构表征与性能分析

      2023, 48(3):99-105. DOI: 10.13403/j.sjqt.2023.03.046

      摘要 (0) HTML (0) PDF 849.09 K (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:孔隙在球团矿中的存在状态以及孔隙率对球团矿各项性能有着十分重要的影响。目前球团孔隙率检测方法为压汞法、SEM图像识别方法以及X射线计算机断层扫描(CT)方法,为了明确3种检测方法的优缺点并准确得到球团的孔隙率,本文以现场两种(1#、2#)球团矿为基础进行了相关对比检测,并阐述了球团矿三维孔隙结构表征与性能间的关系。分析结果表明:压汞法无法检测封闭孔,SEM图像识别方法仅能检测局部孔隙,CT扫描方法可以重现球团矿内部孔隙分布状态,是一种较为完善的孔隙检测方法;孔隙结构的表征能够更加具象化分析球团抗压强度及冶金性能的变化,如内部孔隙较多且大部分以连通孔形式存在的1#球团矿的抗压强度低于内部孔隙较少且大部分以封闭孔形式存在的2#球团矿,而由于连通孔有利于还原气体的传递,故1#球团矿的还原性能优于2#球团矿。