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钢铁渣分析技术大有可为

发布日期:2018-03-15 作者:鹏远冶金 点击:


  原来只用于医学领域的高端技术—核磁共振技术也被用于钢铁渣的分析了,可见对钢铁渣的分析越来越受到人们的重视,特别是钢铁渣的分析技术对钢铁厂精炼工艺大有好处,在精炼工艺的最佳化及扩大钢铁渣的应用非常重要,在扩大钢铁渣的新用途,提升钢铁渣的价值时,必须明确其特性。不仅需要进行成分的元素分析及溶出试验,还需要了解钢铁渣是何种化学结构。目前,世界一流钢厂采用核磁共振光谱法(NMR)、红外吸收光谱法(IR)等,构筑了多种钢铁渣化学结构分析方法。通过明确这些化学结构信息与实际钢铁渣的膨胀性、pH值等物性的关联,对钢渣特性实现了量化的认知,扩大的钢铁渣的使用范围,提升了利用价值。

  在炼钢工艺中,为了监控精炼反应、达到用户的质量需求,不仅需要正确把握钢水的纯净性,还需要正确把握并控制钢铁渣的组成。为此,对钢铁渣化学成分的快速分析不可或缺。为了使钢铁渣在水泥原料、骨料、路基材料等多领域得到积极有效的利用,需要通过与实际用途相匹配的环境管理和环保分析,避免对环境有害的物质向系统外排放,在发货前进行充分管理,这是世界一流钢厂做的工作。近年来,随着各种社会形势的变化,钢铁渣的需求结构也发生了变化,需要推进开发针对新用途的利用技术。为此,不仅需要进行钢铁渣化学组成、环境管理的分析,还需通过量化明确左右钢铁渣特性的结晶构造——化学状态,以此来明确钢渣所具有的物性。

  钢铁渣成分分析结果和碱度等信息反馈到流程中的分析方法普遍采用荧光X射线分析装置(XRF),该装置能对分析对象试样固体的状态直接进行分析。在钢铁渣利用中,制定了混凝土骨料用成分分析方法及混凝土用高炉渣微粉标准。在利用钢铁渣时,考虑到会发生溶出到地下水的情况,因此,需对溶出成分高度重视。钢铁渣由于经过高温熔融状态,几乎不含有有机氯系有害物质以及Hg、As、Cd等沸点低的元素。因此,如在土木工程标准中,相关环保的内容中对Pb、Cr、Se、F、B等5种物质进行了规定。

  钢铁渣中含有各种元素。用XRF得到的分析结果是通过氧化物换算得到的各元素浓度,这些元素在实际中大多数会形成复合氧化物。复合氧化物因精炼工艺或冷却处理的差异,形成不同的化学状态。

  道路路基用缓冷渣系路基材料(HMS),需要具有一定强度,而该强度需要钢铁渣与水的水化反应来保证。因此,需要有对水化生成物特别是钙矾石进行量化分析。钙矾石是与路基材料、水泥初期硬化相关的水化化合物,为了预测材料的强度以及生成过剩造成的裂纹等,有必要对其进行量化分析。

  有关钢铁渣的分析方法,包括已经确立的、已应用于钢铁渣实际管理的分析方法、业界正在探讨研究阶段的分析方法,对改善环境十分有益,可避免今后又来处理废渣二次污染问题,造成二次浪费。目前,钢铁业在分析方法标准化方面已经非常先进,而钢铁渣的分析方法标准化却相对较为滞后。作为标准试样的主要因素,不仅需要确保从主要成分到微量成分材料的均匀,还需保证其组成和化学状态不会发生时效变化。钢铁渣是与钢铁业共存的材料,很早以来就从化学分析角度对其进行管理。但是,钢铁渣在施工后的强度特性变化等是通过何种化学变化而来的尚有很多不明之处。从化学分析的领域来看,钢铁渣是一种尚有许多未解之谜待解、并极具挑战性。

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