Первичная переработка и использование саморассыпающихся электросталеплавильных шлаков в технологиях силикатных материалов

• Автор: Рубанов, Юрий Константинович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 213 с. : ил

Содержание
Введение

Основные направления переработки и использования металлургических шлаков

Классификация и основные свойства шлаков Связь химического и минералогического состава шлаков Влияние процессов грануляции и кристаллизации на свойства шлаков

Структурная устойчивость шлаков

Физикомеханические испытания шлаков

Технологии первичной переработки металлургических шлаков

Мокрые способы переработки грануляции металлургических

Смешанные воздушногиравлические способы первичной переработки металлургических шлаков
Воздушносухие технологии первичной переработки металлургических шлаков Переработка отвальных шлаков
Выбросы веществ при переработке металлургических шлаков Теоретическое обоснование активности структурной нестабильности металлургических шлаков Основные направления использования электросталеплавильных шлаков ОЭМК
Воздушносухие технологии классификации и транспортирования твердофазных материалов Выводы по главе
Характеристика материалов и методы исследований
Методы исследований
Исследуемые металлургические шлаки
Сравнительные исследования физикохимических свойств шлаков
Особенности электросталеплавильных шлаков ОЭМК Выводы по главе
Исследования влияния условий первичной переработки на свойства электросталеплавильных шлаков Исследование гидравлической активности шлаков в составе портландцементного вяжущего
Исследование активности электросталеплавильных шлаков в процессах спекания при производстве керамических изделий Выводы по главе
Отработка воздушносухой технологии первичной переработки электросталеплавильных шлаков ОЭМК
Испытания экспериментальных полупромышленных установок по воздушносухой переработке саморассыпающихся металлургических шлаков Выводы по главе
Исследование возможных направлений использования шлаков ОЭМК, полученных по воздушносухой технологии, для производства строительных материалов Производство добавочных и шлакопортландцементов Исследования по механической активации пробуждению шлаков ОЭМК, полученных по воздушносухой технологии переработки
Использование шлаков ОЭМК для производства портландцементного клинкера
Исследования использования шлаков ОЭМК для производства керамических изделий Выводы по главе
6 Разработка участка переработки электросталеплавильных ков ОЭМК Выводы по главе Общие выводы
Список использованной литературы


По теории Н. А. Васютинского доменные шлаки представляют собой микронеоднородный расплав, состоящий из простых катионов и анионов, а также из комплексных анионов. Стехиометрия шлаков отражает единство этих двух форм химической организации. Ряд исследователей указывает на эвтектическую природу шлаковых расплавов. Постоянство содержания анионов и катионов в шлаках отвечает постоянству состава эвтектики и их целочисленной стехиометрии и, в тоже время, стехиометрия шлаков допускает значительные изменения концентрации оксидов в шлаках при неизменном отношении 0,8Ме, вследствие чего шлаки можно рассматривать как системы постоянного состава по одним показателям и переменного по другим. Эта особенность отражает единство непрерывного и дискретного в химической организации шлаковых расплавов. Способность доменных шлаков сохранять в металлургическом процессе постоянным отношение 0,8Ме, как основной характеристики дискретной системы, при изменении состава шихты и в процессе восстановления, позволяет отнести шлаки к самоорганизующимся системам . При кристаллизации шлака происходит его распад, как сложной эвтектической системы, на слагающиеся компоненты, образующие индивидуализированные фазы минералы шлака. Рис. Минералы, образующиеся при кристаллизации шлака. В процессе исследования путей кристаллизации кислого доменного шлака методом длительных обжигов при различных температурах было показано, что первым выделяется из расплава анортит при С, далее кристаллизуется псевдоволластонит С, а затем к указанным фазам при С присоединяется волластонит, мелилит, моноклинный пироксен и неравновесная фаза ранкинит . Механизм химических превращений, происходящий в охлаждающихся шлаковых и металлических расплавах, показан в работе Егорова Б. Л. Им было установлено, что до начала кристаллизации в результате протекания химических реакций между ядрами простых молекул в расплаве образуются сложные молекулы, соответствующие стехиометрическому составу будущих минералов. Чтобы установленный механизм формирования фаз распространить на охлаждающие металлические расплавы и их твердые продукты, необходимо увидеть в происходящих превращениях определяющую роль химических реакций, протекающих между металлическими атомами и, используя современные представления о химической связи, обосновать ответственность химических реакций за состояние и свойства металлического вещества. Представленные в научных статьях материалы свидетельствуют об образовании в шлаковом расплаве нейтральных и заряженных частиц. Соотношение между их концентрациями определяется природой компонентов. В одних расплавах будут преобладать ионы, в других, наоборот, нейтральные соединения. Наиболее интересным является рассмотрение термодинамических характеристик расплавов, так как они непосредственно несут информацию об энергетике, типе химической связи и количестве частиц в расплавленных шлаках. Для шлаковых систем, отличающихся сильным межчастичным взаимодействием, независимо от того из каких компонентов они состоят оксидов, сульфидов, металлов, неметаллов и других веществ, характерно образование соединений как в твердом, так и газообразном состоянии. На политермах вязкости шлаков имеются перегибы и изломы, не свойственные общему характеру кривых, закон изменения которых описываются известной экспоненциальной зависимостью вязкости от температуры. Такие аномалии структурночувствительной характеристики связаны со стадией разрежения расплава, которые предшествует процессу выпадения кристаллических силикатов кальция. По мере накопления в системе дисперсной кристаллической фазы вязкость расплава растет. Характер изменения значения кажущейся вязкости многокомпонентных высокоосновных шлаковых расплавов показывает, что их структуре присуща не только микро но и макронеоднородность , , . Шлаковые расплавы в ходе кристаллизации могут приобретать значительную химическую неоднородность, степень развития которой зависит от большого числа технологических параметров, в первую очередь, от химического состава и скорости охлаждения.