导　　师： 殷素红

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 转炉钢渣是炼钢过程排放的大宗工业废弃物,数量约为钢产量的1520%,我国2017年的粗钢产量约为8.3亿吨,钢渣产量超过1.3亿吨。受制于钢渣安定性不良、胶凝活性差和组成波动大等特点,近年来我国钢渣综合利用率仅为10%左右,与《中国制造2025》国家战略提出的“到2025年工业固体废物综合利用率达到79%”的目标相距甚远。国家“十一·五”科技支撑计划项目“钢渣重构与性能优化技术与装备”提出在排渣过程中加入组分调节材料,利用熔态钢渣显热对钢渣进行在线重构,增加重构渣中的C3S等活性矿物,提高钢渣的胶凝活性。课题组在该项目的研究过程中发现,在组分调节材料中加入还原剂,可以还原回收钢渣中的铁,同时形成类似高炉矿渣的高胶凝性水淬渣。基于此,课题组开创了一条钢渣还原重构的新研究思路。本文受国家自然科学基金面上项目“转炉钢渣RO相形成抑制、铁的还原及提高胶凝活性的基础研究（51372088）”资助,对钢渣还原重构的理论基础和重构效果开展了系统研究。论文首先从热力学角度论证了采用还原重构法回收钢渣中铁及制备高胶凝性水淬渣的可行性。高温条件下,钢渣的组成包括CaO、SiO2、MgO、FeO等液相和C2S、RO相、C2F等固相,这些组成与碳粉、高岭土等组分调节材料带入的固体C、莫来石（A3S2）和石英（SiO2）发生化学反应。对各种反应的吉布斯自由能变（△G）计算表明,反应生成的产物中,热力学状态最稳定的产物依次为金属Fe、C3MS2和C2AS。其中,C3MS2和C2AS是高炉矿渣水淬前熔体的主要组成。因此,利用钢渣的显热,通过添加还原剂及调质材料,将铁氧化物（FeOx）还原回收,同时将熔渣组成重构为以C3MS2和C2AS为主的熔体,通过水淬处理制备与高炉矿渣类似的高胶凝性水淬渣是完全可行的。论文接着开展了钢渣重构时铁还原反应的动

关 键 词： 转炉钢渣 还原重构 铁回收 水淬渣 碱度

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