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aod渣中铬的短期淋溶特性

环境科学与技术 2013年第S1期36卷 82-85页

作者：郑娜李俊国王亚军河北联合大学冶金与能源学院河北唐山063009

在固体废弃物淋溶毒性测试标准的基础上,采用静态实验方法研究淋溶时间、固液比、溶解氧和溶液初始pH值对aod渣中Cr的短期淋溶的影响。实验结果表明,aod渣使淋溶液pH快速升高、E和DO快速降低;Cr淋溶呈现快淋溶和慢淋溶2个阶段,24 h内Cr... 详细信息

在固体废弃物淋溶毒性测试标准的基础上,采用静态实验方法研究淋溶时间、固液比、溶解氧和溶液初始pH值对aod渣中Cr的短期淋溶的影响。实验结果表明,aod渣使淋溶液pH快速升高、E和DO快速降低;Cr淋溶呈现快淋溶和慢淋溶2个阶段,24 h内Cr淋溶基本达到平衡;尽管固液比对aod渣淋溶液中Cr3+浓度的影响较小,但考虑到Cr3+与OH-间的平衡反应,直接采用固体废弃物淋溶毒性测试标准会低估Cr的淋溶量,从而过低评价Cr的淋溶毒性;短期淋溶过程中,溶解氧对Cr淋溶的影响相对较小;与中性淋溶液相比,碱性淋溶液对aod渣中Cr的淋溶影响较小。而在酸性条件下,延长淋溶时间、降低溶液初始pH值将显著增加淋溶液中Cr3+的浓度。因此,采用中性淋溶液评价aod中Cr淋溶毒性将显著低估Cr的淋溶毒性。

关键词： aod渣铬淋溶静态实验 Cr3+浓度

不锈钢酸洗污泥与aod渣协同制备硅酸盐水泥的研究

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炼钢 2022年第5期38卷 82-88页

作者：许香帅赵峥张延玲北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

aod渣主要矿物相为CS和CS,具备潜在的胶凝活性。不锈钢硫酸酸洗过程会产生大量的酸洗污泥,其中含有高含量的CaSO,因此可能存在与石膏相似的缓凝剂作用。以高温烧制后的aod渣和酸洗污泥为原料制备水泥胶凝材料,利用XRD、SEM分析所制胶凝... 详细信息

aod渣主要矿物相为CS和CS,具备潜在的胶凝活性。不锈钢硫酸酸洗过程会产生大量的酸洗污泥,其中含有高含量的CaSO,因此可能存在与石膏相似的缓凝剂作用。以高温烧制后的aod渣和酸洗污泥为原料制备水泥胶凝材料,利用XRD、SEM分析所制胶凝材料的矿物组成及微观结构,利用TG-DTA分析其水化机理,通过抗压测试和ICP等手段分析其抗压强度及铬的固化性能。结果表明:酸洗污泥可以在水泥水化过程中发挥缓凝剂的作用,有效调控水化过程初凝及终凝时间;调质后的aod渣所制备的水泥28天抗压强度最高可达109.61 MPa,满足PC42.5水泥的强度标准;所制备的水泥浆体材料可以有效降低铬的浸出,使其低于危险废弃物中铬的浸出标准。

关键词： aod渣酸洗污泥硅酸盐水泥水化抗压强度铬浸出

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粉煤灰改质aod渣胶凝性能的研究

炼钢 2022年第6期38卷 80-87页

作者：高朝辉张延玲武绍文吴耀庭北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

随着我国不锈钢产业的加速发展,不锈钢渣堆存量逐年增加且难以利用。利用不锈钢渣制备水泥填充料是将其大量消纳的有效途径。通过掺入粉煤灰对aod渣进行组分改质,研究了粉煤灰改质aod渣制备水泥填充料的胶凝性能。结果表明,aod渣掺入粉... 详细信息

随着我国不锈钢产业的加速发展,不锈钢渣堆存量逐年增加且难以利用。利用不锈钢渣制备水泥填充料是将其大量消纳的有效途径。通过掺入粉煤灰对aod渣进行组分改质,研究了粉煤灰改质aod渣制备水泥填充料的胶凝性能。结果表明,aod渣掺入粉煤灰高温改质后经水淬急冷可以形成玻璃态物质,随着粉煤灰掺量增加,改质aod渣中玻璃态物质含量增加,当粉煤灰的质量掺比达到35%时,改质aod渣中均为玻璃体物质。胶凝材料力学性能和Cr浸出浓度分析表明,改质aod渣掺量为20%时,复合水泥胶凝材料28天抗压强度为54.4 MPa,达到P.C 52.5水泥的标准;Cr浸出浓度随改质aod渣掺量减少而降低,均低于0.15 mg/L。改质aod渣可安全应用于建筑材料领域,实现废弃物资源化利用。

关键词： aod渣粉煤灰胶凝性能 Cr浸出

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晶相析出对aod渣中铬淋溶特性的影响

晶相析出对AOD渣中铬淋溶特性的影响

作者：蒋大鹏河北联合大学

学位级别：硕士

针对aod渣中铬的淋溶毒性，采用热态重熔和连续淋溶实验方法，研究了渣组分、冷却速率等因素对高熔点矿相生成和铬淋溶特性的影响规律，为解析aod渣中高熔点矿相析出对铬淋溶特性的影响规律奠定基础，进而为典型有毒固体废弃物中有毒元... 详细信息

针对aod渣中铬的淋溶毒性，采用热态重熔和连续淋溶实验方法，研究了渣组分、冷却速率等因素对高熔点矿相生成和铬淋溶特性的影响规律，为解析aod渣中高熔点矿相析出对铬淋溶特性的影响规律奠定基础，进而为典型有毒固体废弃物中有毒元素生态风险评价提供理论支撑，具有重要的实践意义和理论价值。 aod渣组分、冷却速度等对高熔点矿相析出的影响结果表明，aod渣在1600℃恒温1小时后淬冷形成的重熔渣主要矿相为普通辉石和透辉石;其中冷却速率对重构改性后的重熔渣矿相组成及含量影响显著，渣中Cr2O3、Al2O3和Fe2O3含量可改变重熔渣中辉石类型及含量。连续淋溶实验结果表明，添加Al2O3改性后的重熔渣，冷却速率对重熔渣中铬淋溶影响显著，随着冷却强度增大，铬淋溶浓度越高;Al2O3含量增加在一定程度上促进渣中铬的淋溶，与原渣相比，Al2O3含量为2%和3%的缓冷渣中总Cr淋溶率分别增加了49.9%和114.3%，而空冷渣中总Cr淋溶率分别增加了36.3%和116.9%。添加Fe2O3改性后的重熔渣，冷却速率对重熔渣中铬淋溶影响较弱;增加Fe2O3含量可以显著抑制重熔渣中铬的淋溶毒性，与原渣重熔渣相比，Fe2O3含量2%和3%的缓冷渣总Cr淋溶率分别降低了淋溶率减少了40.5%和42.9%;空冷渣总Cr淋溶率分别减少了44.1%和45.1%。

关键词： aod渣铬毒性改性矿相连续淋溶

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长期动态淋溶对aod渣矿相影响机制研究

长期动态淋溶对AOD渣矿相影响机制研究

作者：赵雷华北理工大学

学位级别：硕士

aod渣中含有大量的硅和钙元素,其成分性质与水泥相似,具备良好的回收利用价值。aod渣中含有较少量的Cr、Ni等重金属元素,在自然状态下,它具有一定的淋溶毒性。因此,aod渣的处理和综合回收利用越来越收到人们的关注。以aod渣为研究对象,... 详细信息

aod渣中含有大量的硅和钙元素,其成分性质与水泥相似,具备良好的回收利用价值。aod渣中含有较少量的Cr、Ni等重金属元素,在自然状态下,它具有一定的淋溶毒性。因此,aod渣的处理和综合回收利用越来越收到人们的关注。以aod渣为研究对象,采用长期动态淋溶实验方法,研究淋溶液酸碱性和淋溶气氛对长期动态淋溶的影响规律;采用XRD分析、SEM/EDS和矿相定量绝热法研究长期动态淋溶对aod渣矿相变化影响机制研究。长期动态淋溶实验结果表明,aod渣浸出液Cr浓度变化较大,酸性淋溶条件下浸出液Cr和总Cr最大浓度分别为313.88μg/L和340.83μg/L均大于中性和碱性淋溶条件,浸出表现为以Cr为主;Cr累积浸出率最高为34.45%,是中性和碱性条件下的2.3倍和4.4倍,总Cr累积浸出率最高为50.36%是中性和碱性条件下的1.78倍和3.59倍。酸性淋溶条件下,空气气氛条件Cr和总Cr浸出浓度均大于氮气气氛条件,浸出以Cr为主;中性和碱性淋溶条件,淋溶前期空气气氛Cr和总Cr浸出浓度均高于氮气气氛,淋溶后期氮气气氛Cr和总Cr浸出浓度会高于空气气氛。酸性和中性淋溶条件下,空气气氛Cr和总Cr的浸出率均大于氮气气氛。矿相分析结果表明,aod渣的主要矿相有白硅钙石、枪晶石、镁硅钙石、硅酸二钙和钙钛矿。Cr会以氧化物的形式存在于白硅钙石与硅酸二钙等初始矿相中。aod渣经淋溶后,会有C-S-H胶凝相和碳酸钙等淋溶二次相生成。酸性淋溶更有利于白硅钙石的溶解;酸性淋溶和碱性淋溶镁硅钙石含量高于中性淋溶,因此两者会促进硅酸二钙水解。三种淋溶条件下均产生了C-S-H相和碳酸钙并随着淋溶时间含量逐渐升高。酸性、中性和碱性淋溶条件下空气气氛均有利用白硅钙石和硅酸二钙的水解,并促进C-S-H相和碳酸钙的更多的生成。根据SEM/EDS分析结果表明含铬氧化物主要存在于aod渣颗粒内部被硅酸盐类物质包裹。图33幅;表4个;参57篇。

关键词： aod渣淋溶气氛矿相组成铬淋溶淋溶特性

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矿相水解对aod渣淋溶影响机理研究

矿相水解对AOD渣淋溶影响机理研究

作者：刘宝华北理工大学

学位级别：硕士

aod(氩氧脱碳炉)渣是不锈钢冶炼过程中产生的副产品,具有硅、钙含量高的特点,其化学成分与水泥较为相似,具有较好的可回收利用价值。然而,aod渣中含有一定含量的铬元素,铬元素会在雨水的淋溶作用下浸出,从而对土壤、水体以及人体健康造... 详细信息

aod(氩氧脱碳炉)渣是不锈钢冶炼过程中产生的副产品,具有硅、钙含量高的特点,其化学成分与水泥较为相似,具有较好的可回收利用价值。然而,aod渣中含有一定含量的铬元素,铬元素会在雨水的淋溶作用下浸出,从而对土壤、水体以及人体健康造成威胁,aod渣中铬的淋溶毒性严重制约着其可回收利用价值。以aod渣为研究对象,采用静态淋溶实验、矿相分析、Fact Sage数值模拟以及PHREEQC数值模拟等手段,通过对aod渣中Cr浸出的动力学模型进行构建,并对矿相水解对aod渣中Cr浸出的影响进行探析,为aod渣的生态风险评价及其综合利用奠定了较为坚实的实验以及理论基础。静态淋溶实验结果表明,aod渣中Cr的浸出会分为两个阶段,分别为快速淋溶阶段以及慢速淋溶阶段,降低初始淋溶液pH、液固比以及提高淋溶温度会使aod渣中Cr的浸出浓度有所升高;矿相分析结果表明,aod渣的主要矿相成分为硅酸二钙(CaSiO)、镁硅钙石(CaMgSiO)、方镁石(MgO)以及辉石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)O),其百分含量分别为85.0%、7.0%、4.0%以及2.3%,aod渣经淋溶后,会有CHS胶凝相以及镁绿泥石(MgAlSiO(OH))等淋溶二次相生成。aod渣中Cr浸出动力学模型构建结果表明,快速淋溶阶段aod渣中Cr的浸出速率受到固膜扩散控制,而慢速淋溶阶段则受到固膜扩散以及化学反应共同控制;PHREEQC模拟结果表明,aod渣中Cr的浸出浓度会受到Cr(OH)的热力学平衡控制,而以FeCrO的热力学溶解平衡或Cr(OH)与FeCrO同时控制时,会严重低估aod渣中Cr的浸出浓度;aod渣中Cr浸出离子形态研究结果表明,aod渣淋溶液中Cr主要会以三价铬的离子形态存在,且在淋溶过程中很难发生三价铬向六价铬离子的转化。

关键词： aod渣铬淋溶矿相组成动力学模型淋溶机理

aod不锈钢渣中Ca高效浸出及其间接碳酸化

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钢铁 2024年第8期59卷 200-209页

作者：秦松李俊国王亚军张建宝彭丽杰高爱民华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

钢渣中钙含量较高,利用钢渣替代天然矿石作为钙源进行碳酸化反应固存CO_(2)是一种前景广阔的固废利用与碳减排方法。采用间接湿法碳酸化,不仅能显著提高固碳效率,还可实现制备高纯度、高附加值的碳酸钙产品。以aod不锈钢渣(aod渣)为材料... 详细信息

钢渣中钙含量较高,利用钢渣替代天然矿石作为钙源进行碳酸化反应固存CO_(2)是一种前景广阔的固废利用与碳减排方法。采用间接湿法碳酸化,不仅能显著提高固碳效率,还可实现制备高纯度、高附加值的碳酸钙产品。以aod不锈钢渣(aod渣)为材料,首先对其进行化学分析和矿相分析,确定其具有较高的固碳潜力;然后基于间接湿法加速碳酸化过程,探究aod渣中钙的高效浸出规律,采用正交试验和单因素试验探究浸出温度、盐酸物质的量浓度、液固比和搅拌转速对钙浸出效率的影响;最后进行碳酸化反应并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)和热重分析仪(TG-DTG)研究钙离子转化率、碳酸钙纯度和微观形貌。试验结果表明,盐酸物质的量浓度和液固比是影响钢渣中钙浸出的主要因素;随着浸出反应进行,硅基团溶解生成的硅酸胶体会阻碍aod渣内部元素进一步溶出;升温和提高酸浓度可有效消除硅酸胶体的影响,促进钙溶出。以1.5 mol/L盐酸为浸出剂,在85℃、液固比为50 m L/g、搅拌速度为600 r/min的浸出条件下,aod渣中钙的浸出率可达90.51%,通过热重试验分析,经间接碳酸化后制备的CaCO_(3)产物纯度为96.04%,钙的转化率达到83.96%。研究结果可为利用钢渣钙碳酸化固碳并协同制备高附加值CaCO_(3)产物的冶金固废高效资源化利用提供试验和理论基础。

关键词： aod渣钙浸出间接碳酸化碳酸钙

淋溶气氛对aod不锈钢渣中铬动态淋溶的影响

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钢铁 2021年第7期56卷 145-151页

作者：王亚军李俊国张玉柱曾亚南赵雷华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

aod不锈钢渣(aod渣)中的铬主要以三价态存在,但是在一定的条件下会被氧化从而以六价态释放至环境中造成生态破坏。以aod渣为研究对象,采用长期动态淋溶的试验方法,研究了淋溶气氛对aod渣中铬动态淋溶特性的影响。结果表明,淋溶气氛对浸... 详细信息

aod不锈钢渣(aod渣)中的铬主要以三价态存在,但是在一定的条件下会被氧化从而以六价态释放至环境中造成生态破坏。以aod渣为研究对象,采用长期动态淋溶的试验方法,研究了淋溶气氛对aod渣中铬动态淋溶特性的影响。结果表明,淋溶气氛对浸出液氧化还原电位影响较为显著,空气气氛下氧化还原电位值在淋溶20d之后明显高于氮气气氛;淋溶气氛对铬的淋溶能力有一定影响,空气气氛下初始淋溶液中的溶解氧会促进铬的浸出;在淋溶的前期,浸出液中的铬主要为Cr^(3+),而在淋溶后期,空气气氛下溶解氧的氧化作用开始显现,浸出液中出现较多的Cr^(6+);在空气气氛下,aod渣中的铬会以比氮气气氛下更快的速率溶出,当淋溶进行到第44.6d时,Cr^(3+)的累积溶出率达到5.71%,Cr^(6+)达到3.70%,总铬达到9.41%。aod渣中的铬具有持续的溶出能力,淋溶毒性不容忽视。

关键词： aod渣淋溶氧化铬溶解氧

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老化aod不锈钢渣性质及其淋溶特性

中国冶金 2021年第8期31卷 104-110页

作者：王唯李俊国王亚军曾亚南高爱民华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

氩氧脱碳炉(aod)渣在长期堆存过程中,会经历水化、碳酸化和氧化等一系列的老化作用,这些反应均能影响aod渣的物化性质及重金属淋溶特性,进而改变其安全资源化利用的潜力。通过控制淋溶液初始pH值和淋溶气氛,对老化10年之久的aod渣进行... 详细信息

氩氧脱碳炉(aod)渣在长期堆存过程中,会经历水化、碳酸化和氧化等一系列的老化作用,这些反应均能影响aod渣的物化性质及重金属淋溶特性,进而改变其安全资源化利用的潜力。通过控制淋溶液初始pH值和淋溶气氛,对老化10年之久的aod渣进行了短期静态淋溶试验,并在淋溶过程中检测了浸出液的电化学特性和铬浓度,以此来研究淋溶条件对老化aod渣中铬淋溶特性的影响规律;采用矿相分析及显微形貌分析研究了淋溶对aod渣矿相的影响。结果表明,在淋溶过程中,老化aod渣中的硅酸二钙的质量分数由于发生水化反应而降低;在开放且淋溶液初始pH=2的条件下得到的浸出液pH最低,但仍体现出强碱性;密封淋溶气氛下浸出液的pH比开放条件下高8%~14%;当初始淋溶液pH相同时,密闭条件下浸出液Eh比开放条件下低6~37 mV;长期老化过程中aod渣中一部分Cr(Ⅲ)被氧化为Cr(Ⅵ),这些Cr(Ⅵ)对淋溶环境的改变较为敏感,在开放的酸性淋溶环境下具有最强的淋溶能力;老化产物对老化aod渣中剩余的Cr(Ⅲ)产生物理封存作用,使Cr(Ⅲ)的淋溶量较少。

关键词：老化 aod渣淋溶溶解氧铬矿相组成