摘要：钢渣是炼钢过程产生的副产品,其排放量约为钢产量的15%,钢渣的循环利用是钢铁企业亟需解决的关键问题之一。利用其成分特点,已有少量钢渣应用于冶金、工程回填、筑路、污水处理和制备微晶玻璃等领域。除以上应用外,将钢渣掺入水泥中制备钢渣水泥是一种有效且高效的制备方式,然而钢渣中难以分离的FeO相限制了其在建材领域的应用。通过氧化改质的方式可以使钢渣中FeO向强磁性Fe 3O 4发生转变,后者可进行磁选分离,且改质过程中无温室气体排放。针对CaO-SiO 2-FeO体系钢渣的氧化改质工艺已有前人进行了相关研究,然而对更接近于实际钢渣成分的CaO-SiO 2-FeO-MgO体系的研究较少。此外,钢渣氧化改质过程中的镁铁尖晶石的形核、长大机理仍需要进一步探索研究。本工作参照某钢厂转炉钢渣的实际成分,通过氧化气氛(合成空气)下煅烧的方式对钢渣进行固相改质。借助X射线衍射(XRD)仪、背散射扫描电镜(BEI-SEM)和X射线能谱仪(EDS)对CaO-SiO 2-FeO-MgO体系合成钢渣的矿物相产物进行了分析,并结合热力学计算软件(FactSage)对主要产物相生成的热力学趋势进行了研究。此外,利用综合热分析仪(TG-DSC)对镁铁尖晶石群形成的动力学机理进行了推演,并建立了对应的动力学模型。研究结果表明,随固相改质温度由1 000℃上升至1 150℃,镁铁尖晶石产量呈现先增加后减少的趋势,且在改质温度为1 100℃时达到极大值;镁铁尖晶石相在(311)晶面对应的衍射角度随改质温度变化发生如下变化:2θ=35.44°(1 000℃)→2θ=35.49°(1 050℃)→2θ=35.49°(1 100℃)→2θ=35.43°(1 150℃);当氧化温度由1 000℃升高到1 150℃,氧化600 s后体系中质量由351.273×10^-3 mg增加至499.077×10^-3 mg,氧化1 800 s后体系中质量由364.390×10^-3 mg增加至535.341×10^-3 mg;参照动力学机理可以将CaO-SiO 2-FeO-MgO四元钢渣体系的固相改质过程�
分类：期刊> 自然科学与工程技术> 工程科技I> 材料科学
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关键词：钢渣 热力学 动力学 磁铁矿 铁酸镁
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