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提钛尾渣基硅酸钙板的制备及性能研究

硅酸盐通报 2024年第9期43卷 3294-3302页

作者：安心宇李林张兰姜涛东北大学冶金学院沈阳110819 攀钢集团研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室攀枝花617000 多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室沈阳110819

提钛尾渣作为含钛高炉渣提钛后产生的一种含氯废弃物,一直缺乏有效的规模化利用技术,对环境具有潜在的危害。本文以提钛尾渣为主要原料,制备保温隔热材料——硅酸钙板,研究了不同钙硅比、硅藻土含量、水灰比、原渣与脱氯渣配比对材料性... 详细信息

提钛尾渣作为含钛高炉渣提钛后产生的一种含氯废弃物,一直缺乏有效的规模化利用技术,对环境具有潜在的危害。本文以提钛尾渣为主要原料,制备保温隔热材料——硅酸钙板,研究了不同钙硅比、硅藻土含量、水灰比、原渣与脱氯渣配比对材料性能、物相和微观形貌的影响。研究表明,随着脱氯渣含量的增加,硅酸钙板的抗折强度呈先增大后减小的变化规律,过量的硅藻土、过高的钙硅比和水灰比均不利于样品性能的改善。当提钛尾渣质量分数为46%(原渣和脱氯渣配比为1∶1)、硅酸盐水泥质量分数为15%、硅藻土质量分数为17%、钙硅比为0.84和水灰比为0.75时,硅酸钙板样品性能最优,其体积密度为1.25 g/cm^(3),抗折强度为10.4 MPa,导热系数为0.297 W/(m·K),样品中固化的氯离子质量分数为0.36%,固氯比达56%。

关键词：提钛尾渣水洗脱氯渣硅酸钙板抗折强度导热系数固氯比

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提钛尾渣处理钛白废水试验研究

无机盐工业 2015年第1期47卷 56-58页

作者：罗志强杜剑桥杨仰军石瑞成攀钢集团研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室四川攀枝花617000

为了拓展攀钢提钛尾渣的利用途径及降低钛白企业废水处理成本,进行了提钛尾渣处理钛白废水的试验研究。试验表明,处理钛白废水的提钛尾渣中氯质量分数应≤0.24%,即必须使用洗后提钛尾渣处理钛白废水。随着废水酸浓度的增加及洗后提钛尾... 详细信息

为了拓展攀钢提钛尾渣的利用途径及降低钛白企业废水处理成本,进行了提钛尾渣处理钛白废水的试验研究。试验表明,处理钛白废水的提钛尾渣中氯质量分数应≤0.24%,即必须使用洗后提钛尾渣处理钛白废水。随着废水酸浓度的增加及洗后提钛尾渣配比的增加,提钛尾渣与废水中和后p H越来越低;洗后提钛尾渣可代替20%石灰石液体中和废水,中和后p H、滤液及中和渣的化学成分在正常范围内。

关键词：提钛尾渣钛白废水:中和 pH

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提钛尾渣在氯氧镁水泥中的应用技术研究

提钛尾渣在氯氧镁水泥中的应用技术研究

作者：邹伟伯辽宁科技大学

学位级别：硕士

我国四川攀钢集团在生产过程中,含钛磁铁矿在高炉经过高温碳化-低温氯化会产生大量的提钛尾渣,由于提钛尾渣中含有较高浓度的游离氯离子,仅能堆积储存、污染环境。氯氧镁水泥(MOC)是由活性Mg O和Mg Cl水溶液混合拌制而成,因此,提钛尾渣... 详细信息

我国四川攀钢集团在生产过程中,含钛磁铁矿在高炉经过高温碳化-低温氯化会产生大量的提钛尾渣,由于提钛尾渣中含有较高浓度的游离氯离子,仅能堆积储存、污染环境。氯氧镁水泥(MOC)是由活性Mg O和Mg Cl水溶液混合拌制而成,因此,提钛尾渣可为MOC提供所需的氯离子,达到变废为宝的目的。本文旨在改善MOC耐水性和固废提钛尾渣的资源化利用,向MOC中掺入不同种类外加剂和提钛尾渣。研究了六偏磷酸钠、萘系减水剂、柠檬酸和氯化钙对MOC耐水性的影响,并通过正交试验得到这几种改性剂对MOC改性的最优配合比;分析了不同处理条件下的提钛尾渣对MOC耐水性和氯离子溶出率的影响,以研制出高耐水性、低氯离子溶出率的MOC制品。研究结果表明:***加入六偏磷酸钠(6N)和柠檬酸(CA)能够促进体系中5相的生成,改善孔结构,提升MOC的耐水性,掺加0.7%的六偏磷酸钠(6N),MOC 28 d的强度为105.3 MPa,加入氯化钙(Cl)对MOC的早期强度有明显的提升,7 d强度达到95.3 MPa。掺加复合改性剂能够提升MOC的强度和耐水性,降低氯离子溶出率。2.未掺入尾渣的MOC体系初、终凝时间分别为287 min和461 min,掺入20%未处理的提钛尾渣后,MOC的初、终凝时间分别为273 min和493 min。高掺量的提钛尾渣会降低MOC 28 d的抗压强度,增加体系中氯离子溶出率。***中掺入20%经磨细工艺和热处理工艺加工的提钛尾渣后,由于尾渣的颗粒级配得到优化,进一步改善了体系中Mg O颗粒的分散性,这提高了MOC体系的水化速率,此体系的初、终凝时间分别缩短至217 min和352 min。经过磨细和热处理后的提钛尾渣能够填充基体表面的孔隙,促进5相的生成,提高MOC的强度和耐水性,降低体系中的总孔隙率和氯离子溶出率。热处理条件为:细度1320目(研磨6h)、焙烧温度400℃、升温速率5℃/min的提钛尾渣掺量为20%时,MOC的性能最优,其中,28 d的抗压强度达到了135.9 MPa,浸水28 d的强度保留系数提升到0.91,28 d的氯离子溶出率有所下降,只有1.03%,制备的MOC工艺品满足各项标准要求。

关键词：氯氧镁水泥提钛尾渣耐水性氯离子溶出率

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提钛尾渣的综合利用

提钛尾渣的综合利用

作者：惠翠萍上海大学

学位级别：硕士

提钛尾渣,作为攀西地区一种大宗工业废弃物,由于目前没有经济环保的处理回收方法,人们只能将其随地堆积。这不仅影响当地的空气、水质以及人们身体健康,同时也造成了钛资源的浪费。所以找到经济有效的再利用途径是目前需要解决的一个大... 详细信息

提钛尾渣,作为攀西地区一种大宗工业废弃物,由于目前没有经济环保的处理回收方法,人们只能将其随地堆积。这不仅影响当地的空气、水质以及人们身体健康,同时也造成了钛资源的浪费。所以找到经济有效的再利用途径是目前需要解决的一个大问题。由于提钛尾渣中主要成分是氧化物CaO、MgO、AlO和TiO等氧化物。这些都是制备泡沫陶瓷玻璃和微晶玻璃的主要原料。所以本文就以提钛尾渣和废玻璃作为主要原料,分别采用烧结法制备泡沫陶瓷玻璃和微晶玻璃,并通过SEM、XRD、TEM等手段分析了产品的微观形貌、物相组成以及各项物理化学性能。(1)本文以提钛尾渣和废玻璃为主要原料,加入发泡剂NaCO和助熔剂BO,通过简单的粉末烧结法制备了泡沫陶瓷玻璃。通过SEM系统的研究了烧结温度(760-790oC)、烧结时间(10-40 min)、NaCO含量(0-3 wt.%)和BO(0-3 wt.%)对样品微观形貌的影响,通过XRD、电子万能试验机、热流法和热膨胀仪表征了结晶度、抗压强度、热导率和热膨胀系数。通过调节这些制备条件可以控制泡沫陶瓷玻璃的气孔尺寸、气孔率和气孔分布。结果表明:孔结构对表观密度、抗压强度、热导率和热膨胀系数起到了重要的作用。在最佳制备条件下获得的泡沫陶瓷玻璃有着小的表观密度0.30±0.01 g cm,抗压强度1.0±0.1 MPa,热导率0.060±0.002 W moC,气孔率为88.0%,平均热膨胀系数5.27×10 m moC,该泡沫陶瓷玻璃能够被广泛应用于建筑材料领域。最后,文中也讨论了泡沫陶瓷玻璃的形成机理。(2)以提钛尾渣和废玻璃为主要原料,研究提钛尾渣含量对泡沫陶瓷玻璃微观形貌、结构和理化性能的影响。当提钛尾渣的添加量达到30%,所有固体废弃物的利用率达到88%时,制备得到的泡沫陶瓷玻璃仍能达到国家标准。其表观密度为0.60±0.01 g cm,气孔率为76.0±0.4%,抗压强度高达3.8±0.2 MPa,吸水率为4.4±0.1%,热导率为0.103±0.003 W moC,热膨胀系数为5.43±0.05×10 m moC。(3)将提钛尾渣和废玻璃粉按照1:1的质量比进行配料制样,采用烧结法成功制备获得产品微晶玻璃。通过SEM、XRD以及各项性能的分析确定了样品的最佳制备条件:烧结温度950oC,烧结时间45 min。得到的样品中同时存在结晶相与玻璃相,晶相尺寸分布均匀,形状规则。样品的体积密度达到2.75±0.02 g cm,线收缩率为17.40±0.04%,吸水率为0.060±0.002%,硬度为21.3±0.2 GPa,耐酸失重率为0.0803%,耐碱失重率为0.036%。其各项性能优异,均符合国家相关标准。

关键词：提钛尾渣废玻璃泡沫陶瓷玻璃微晶玻璃

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提钛尾渣制备铁铝酸盐水泥熟料及其性能研究

提钛尾渣制备铁铝酸盐水泥熟料及其性能研究

作者：洪远远武汉科技大学

学位级别：硕士

本文以提钛尾渣、活性生石灰和工业铁红为原料制备出了铁铝酸盐水泥熟料。具体研究内容包括： (1)研究了两种缓冷提钛尾渣的化学及物相组成，凝结时间和水化强度，并观察了不同养护龄期水化产物的显微形貌。结果表明，提钛尾渣化学矿物... 详细信息

本文以提钛尾渣、活性生石灰和工业铁红为原料制备出了铁铝酸盐水泥熟料。具体研究内容包括： (1)研究了两种缓冷提钛尾渣的化学及物相组成，凝结时间和水化强度，并观察了不同养护龄期水化产物的显微形貌。结果表明，提钛尾渣化学矿物组成和水化性能与铝酸盐水泥具有相似性，其主要水化物相是CA和CA2且水化过程类似CA50铝酸盐水泥。 (2)研究了配料比、煅烧温度、保温时间对急冷提钛尾渣制备铁铝酸盐水泥熟料的影响。结果表明，以提钛尾渣、活性生石灰和工业铁红烧制铁铝酸盐水泥熟料的工艺是可行的。最佳工艺参数为提钛尾渣67wt%，工业铁红15wt%，活性生石灰18wt%时，经过1250300℃保温1h煅烧。 (3)研究了铁铝酸盐水泥熟料的凝结时间、水化强度发展和不同龄期水化产物的显微形貌。结果表明，实验制备的铁铝酸盐水泥熟料具有早强的特点。初凝时间为46min，终凝时间为87min，1d耐压强度超过40MPa，但后期强度不理想。 (4)研究了铁铝酸盐水泥熟料在高铝浇注料中的应用性能，并与FONDU水泥、Secar71进行对比。结果表明，铁铝酸盐水泥在高铝浇注料中的结合强度发展与FONDU水泥相近，其110℃×24小时、1100℃×3小时热处理后的强度发展与FONDU水泥接近但低于Secar71结合强度，1400℃×3小时热处理后的强度高于后两者。

关键词：提钛尾渣物相组成水化强度铁铝酸四钙煅烧温度

利用提钛尾渣制备六铝酸钙-镁铝尖晶石多孔材料

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耐火材料 2010年第2期44卷 100-103页

作者：李胜李友胜李鑫柯昌明李楠武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地湖北武汉430081

以攀钢提钛尾渣(≤0.088mm)和工业氧化铝(d50=8.79μm)为原料,采用浇注成型制备出六铝酸钙-镁铝尖晶石多孔材料,研究了烧成温度和尾渣加入量对六铝酸钙-镁铝尖晶石材料的性能和显微结构的影响。结果表明:(1)随烧成温度的升高和尾渣加入... 详细信息

以攀钢提钛尾渣(≤0.088mm)和工业氧化铝(d50=8.79μm)为原料,采用浇注成型制备出六铝酸钙-镁铝尖晶石多孔材料,研究了烧成温度和尾渣加入量对六铝酸钙-镁铝尖晶石材料的性能和显微结构的影响。结果表明:(1)随烧成温度的升高和尾渣加入量的增大,材料体积密度和耐压强度逐渐增大。(2)1550℃烧后材料中六铝酸钙的相对生成量最大;当提钛尾渣与工业氧化铝的质量比为30:70时,1500℃烧后材料中主晶相为六铝酸钙和镁铝尖晶石;其质量比为35:65时,除了六铝酸钙和镁铝尖晶石外还残留有少量的二铝酸钙。(3)SEM分析发现镁铝尖晶石弥散分布在六铝酸钙中,六铝酸钙晶体呈较厚的板片状;材料的孔径主要集中在1～3μm,平均孔径和体积中位径分别为1.75和1.39μm。

关键词：提钛尾渣六铝酸钙镁铝尖晶石多孔材料显微结构

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利用提钛尾渣及钛石膏制备建筑材料的研究

利用提钛尾渣及钛石膏制备建筑材料的研究

作者：张玖福西南科技大学

学位级别：硕士

提钛尾渣和钛石膏均是钛白工业固体废弃物,因处置困难而简单地堆存于料场,但该方式会带来一系列严重的环境问题。鉴于此,本文提出以下三个方案:利用提钛尾渣和钛石膏制备轻质泡沫混凝土及低熟料水泥(或无熟料水泥)高性能复合胶凝材料。... 详细信息

提钛尾渣和钛石膏均是钛白工业固体废弃物,因处置困难而简单地堆存于料场,但该方式会带来一系列严重的环境问题。鉴于此,本文提出以下三个方案:利用提钛尾渣和钛石膏制备轻质泡沫混凝土及低熟料水泥(或无熟料水泥)高性能复合胶凝材料。主要内容包括:(1)利用提钛尾渣及钛石膏制备泡沫混凝土,研究了技术参数对基体水化和泡沫混凝土性能的影响;(2)利用磨细提钛尾渣及钛石膏制备高性能复合胶凝材料,研究了钛石膏及硬石膏(煅烧钛石膏)、水泥掺量对胶凝材料水化和力学性能的影响;(3)直接以磨细提钛尾渣及粉煤灰为原料并添加少量氢氧化钠制备高强无熟料胶凝材料,探究了粉煤灰对复合胶凝材料的早期水化、力学性能及尺寸稳定性的影响。以提钛尾渣和钛石膏为主要原料,研究了制备轻质泡沫混凝土的相关工艺参数,数据表明生石灰及硫铝酸盐水泥能明显缩短基体凝结时间,但过量生石灰及硫铝酸盐水泥会阻碍基体后期水化;提高提钛尾渣细度对基体的凝结时间及早期水化影响较小。在固定水泥:提钛尾渣:钛石膏=10:45:45(质量比)、泡沫质量掺量4.6%(wt%,下同)及减水剂0.2%、水固比0.6条件下,制备泡沫混凝土的最优生石灰掺量为2.0%、硫铝酸盐水泥4.0%及硫酸钠0.4%。得到的泡沫砼容重为437 kg/m,强度和比强度分别达到2.14 MPa和4.90 k N·m/kg。微观测试结果表明泡沫砼孔壁由纤维状和类花瓣状水化凝胶、针状钙矾石及未反应的片状和块状二水石膏组成。A04、A08及A10级泡沫混凝土强度、容重及导热系数均满足JG/T 266-2011《泡沫混凝土》标准要求。利用提钛尾渣、钛石膏及少量水泥制备高性能胶凝材料,研究了钛石膏掺量及硬石膏、水泥掺量对胶凝材料早期水化热及力学性能、软化系数的影响,重点研究了钛石膏掺量及硬石膏对胶凝材料早期电阻率变化的影响。结果表明水化放热速率曲线加速期起始时间与电阻率极点对应时间呈较好的线性关系。水化热及电阻率试验均表明钛石膏会延缓前24h水化,但用20%硬石膏等量替代部分钛石膏可加快基体前72h水化进程,提高早期强度及耐水性;当钛石膏等量替代复合胶凝材料中0-40%石灰石粉时,增加钛石膏替代量改善了胶凝材料强度和耐水性。最优配比下的胶凝材料3d、28d抗压强度及28d软化系数分别为18.8 MPa、47.9 MPa及0.87,但3d及28d抗折强度与GB/T 175-2007《通用硅酸盐水泥》标准要求略低。X射线衍射分析结果表明钛石膏及硬石膏促使弗里德尔盐(Friedel’s salt)向钙矾石转变。早期抗折强度的改善及胶凝体系固氯行为将是今后研究的重点。以磨细提钛尾渣为主要原料,添加少量粉煤灰和氢氧化钠制备高强无熟料胶凝材料,其28d抗折、抗压强度分别超过6.50 MPa和52.5 MPa。结果表明随着粉煤灰掺量的增加,胶凝材料3d、7d、14d力学性能逐渐降低,但28d力学性能在粉煤灰掺量低于20%时随粉煤灰掺量的增加而增加,掺量高于20%会降低抗折与抗压强度。粉煤灰降低了胶凝材料早期干缩率,但对后期干缩率影响较小。粉煤灰在碱溶液中逐渐溶解出硅铝组分,与提钛尾渣中钙、硅、铝组分反应生成水化产物C-A-S-H,改善复合胶凝材料力学性能。

关键词：提钛尾渣钛石膏泡沫混凝土复合胶凝材料碱激发

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高氯提钛尾渣中氯离子固化效果研究

高氯提钛尾渣中氯离子固化效果研究

作者：姚云飞辽宁科技大学

学位级别：硕士

高氯提钛尾渣是含钛高炉渣经高温碳化低温氯化工艺提钛后的残渣。高氯提钛尾渣中残留了大量的氯离子,不能直接作为建筑材料使用,只能通过简单的堆积储存。这种处理方式不但占用了大量的土地空间,而且也是一种资源浪费。鉴于此,本文借鉴... 详细信息

高氯提钛尾渣是含钛高炉渣经高温碳化低温氯化工艺提钛后的残渣。高氯提钛尾渣中残留了大量的氯离子,不能直接作为建筑材料使用,只能通过简单的堆积储存。这种处理方式不但占用了大量的土地空间,而且也是一种资源浪费。鉴于此,本文借鉴混凝土中氯离子固化的方法,对提钛尾渣中的氯离子进行固化处理。本文以火山灰活性矿物材料及铝酸钙类物质作为研究对象,研究了它们对水泥钛尾渣料浆中氯离子的固化能力。本文首先通过化学成分分析,X射线衍射分析(XRD)确定掺合料的化学组成及晶相结构。分析结果表明,粉煤灰、偏高岭土、广西白泥中Al2O3是以硅铝酸盐形式存在,三者中偏高岭土中氧化铝含量最高。铝酸钙类物质主要以CA(一铝酸钙)、CA2(二铝酸钙)形式存在。然后将火山灰活性矿物材料作为掺合料,按掺合料的配比、种类及碱性激发剂的使用进行对比。横向对比不同含铝元素掺合料对高氯提钛尾渣中氯离子的固化能力。探究外加剂的使用对高氯提钛尾渣中氯离子固化效果的影响。通过结果分析得出了以下几点结论:(1)在水泥钛尾渣料浆中,火山灰活性掺合料的掺入对试样中氯离子固化效果有提升作用,在火山灰活性掺合料掺入量充足的条件下,氧化钙起碱性激发作用,对Friedel盐的生成有促进效果,有益于固化效果的提升。(2)在含铝元素掺合料中,非晶态形式存在的铝元素要比晶态形式存在的活性高,更易与钛尾渣中氯离子形成Friedel盐。铝酸钙类物质比硅铝酸盐类物质更容易与钛尾渣中氯离子形成Friedel盐,固化效果更好。(3)偏铝酸钠在水泥钛尾渣料浆中作为外加剂使用时,前期对体系中Friedel盐的生成起促进作用,提升了试样的率离子固化率,后期作用效果不明显。常用的有机吸附剂在静态条件下对钛尾渣中的氯离子吸附没有明显效果,不适合在钛尾渣中作为氯离子吸附剂使用。

关键词：提钛尾渣氯离子氯离子固化 Friedel盐

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提钛尾渣综合利用研究

湖南有色金属 2014年第6期30卷 20-24页

作者：黄荣嘉广西壮族自治区环境保护科学研究院广西南宁530022

四川攀钢集团高炉残渣经提钛处理后生成主要由铝酸钙、尖晶石组成的提钛尾渣。提钛尾渣Al2O3含量高,铝硅比高,但高Ca O含量导致其Al2O3溶出率低,不宜单独采用拜耳法处理。将提钛尾渣作为铝土矿溶出过程添加剂,可替代石灰,同时能够有效... 详细信息

四川攀钢集团高炉残渣经提钛处理后生成主要由铝酸钙、尖晶石组成的提钛尾渣。提钛尾渣Al2O3含量高,铝硅比高,但高Ca O含量导致其Al2O3溶出率低,不宜单独采用拜耳法处理。将提钛尾渣作为铝土矿溶出过程添加剂,可替代石灰,同时能够有效利用提钛尾渣中氧化铝资源,给提钛尾渣综合利用找到了新的处理思路。

关键词：提钛尾渣铝酸钙拜耳溶出