溫度對(duì)精煉渣碳酸化效果影響分析

方明航，伊元榮，2，3，馬文青，馬忠樂(lè)，白書齊，藺 悅，杜昀聰

(1.新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830046；2.新疆大學(xué)綠洲教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830046；3.智慧城市與環(huán)境建模自治區(qū)高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830046)

0 引 言

我國(guó)作為鋼鐵大國(guó)，近年來(lái)鋼鐵的年產(chǎn)量均占世界鋼鐵產(chǎn)量的50%左右[1]，并呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。爐外精煉技術(shù)是鋼鐵行業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，經(jīng)爐外精煉后會(huì)產(chǎn)生一類堿性高鈣基的精煉渣。2019年我國(guó)產(chǎn)出9.963億t粗鋼，產(chǎn)生約0.2～0.5億t精煉渣，其利用率僅為55%[2]，利用形式較為單一，即將精煉渣作為返回渣利用，以達(dá)到脫硫目的[3-4]，通常返回利用次數(shù)不超過(guò)三次[5-6]，循環(huán)利用后精煉渣的處置辦法主要以堆存為主，不僅占用了大量的土地資源，還會(huì)對(duì)土壤以及地下水造成污染，未對(duì)精煉渣進(jìn)行有效資源化利用。精煉渣被用以代替部分水泥及砂漿等[7-10]應(yīng)用于建材行業(yè)當(dāng)中，但由于精煉渣含有較高的f-CaO(游離氧化鈣)，致使其制品致密性以及體積安定性較差[11-12]，增加了其在建筑方面應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)，很大程度上限制了精煉渣的資源化利用。由于精煉渣的f-CaO含量較高，同時(shí)還含有C2S(Ca2SiO4)、C3S(Ca3SiO5)，這些鈣基物質(zhì)可有效固定CO2，并形成碳酸鹽或復(fù)鹽[13]，經(jīng)碳酸化后精煉渣中的f-CaO全部轉(zhuǎn)變成更為穩(wěn)定的CaCO3，在一定程度上可解決精煉渣因f-CaO存在所導(dǎo)致的體積不安定性問(wèn)題，進(jìn)而增加精煉渣資源化利用的可能性。溫度作為精煉渣碳酸化的重要因素之一，其在碳酸化反應(yīng)過(guò)程中會(huì)直接影響傳質(zhì)速率以及離子浸出率，進(jìn)而影響精煉渣碳酸化的效率以及碳酸化后的穩(wěn)定性，因此考察溫度對(duì)碳酸化效果的影響具有一定意義。……