微波强化铵盐浸出炼钢废渣的机理研究

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringStudyontheMechanismofMicrowaveStrengtheningLeachingofSteelmakingWasteSlagbyAmmoniumSaltsMasterCandidate：XiangZhangMajor：MetallurgicalEngineeringSupervisor：Prof.GuojunMaWuhanUniversityofS

2、cienceandTechnologyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay23,2015武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：2015.05.25------------------------------

3、---------------------------------------------------------研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门（按照《武汉科技大学关于研究生学位论文收录工作的规定》执行）送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。论文作者签名：指导教师签名：日期：2015.05.25摘要转炉钢渣中含有

4、大量的含钙矿物，可作为一种良好的储存和固定CO2的原料。在间接湿法固定CO2的工艺中，利用NH4Cl溶液浸出转炉钢渣中的钙离子可实现后期碳酸化过程中浸出剂的循环利用，而且浸出液中杂质离子含量少，有助于制备高纯度碳酸钙产品。此外，在浸出阶段采用微波加热技术，能够改善钙离子浸出效果。本研究对转炉钢渣的特性进行了探索，并针对微波处理前后转炉钢渣的形貌和物相组成变化进行了对比。采用自制微波实验装置，研究了不同参数对铵盐浸出转炉钢渣体系的升温、pH值和电导率变化的影响。通过电算指数算法和双平衡2+2+法对Ca-NH3-NH4Cl-H2O复杂体系中Ca的配合热力

5、学进行了研究。此外，进行了微波强化铵盐浸出转炉钢渣的试验，探索不同参数对钙及杂质离子浸出率的影响，并分析了浸出过程动力学机理，旨在进一步提高钙离子浸出率。研究结果表明：转炉钢渣主要由含钙物相组成，除CaCO3外，其他含钙物相在0~100℃内均能与NH4Cl溶液反应，经微波处理后，钢渣颗粒内部有裂纹产生。在浸出过程中，微波能够降低钙浸出反应的表观活化能，钙离子浸出率能够达到90%以上，且浸出液中其他杂质离子浓度较低。此外，微波功率、固液比或浸出剂NH4Cl溶液的初始浓度的增加均能有利于提高钙离子浸出率，而浸出剂初始体积的增大会使得钙离子浸出率减小，浸出

6、剂中氨水初始浓度及搅拌速率对钙离子浸出率无显著的影响。其中，扩散为钙浸出反应在非等温阶段的限制性环节。关键词：微波；浸出；转炉钢渣；铵盐；IIAbstractTheconvertersteelslagcanbeusedasaperfectmaterialtostorageandfixCO2duetothatitcontainslotsofcalciumminerals.WiththeprocessofindirectaqueousfixationCO2,usingammoniumchloridesolutionastheleachingagentto

7、leachthecalciumoftheconvertersteelslagcanrealizethecyclicutilizationoftheleachingagentinthenextcarbonationstage,andthecontentofforeignionsinleachateislesswhichisbeneficialtopreparethehigh-puritycalciumcarbonateproducts.Inthisstudy,thecharacteristicsoftheconvertersteelslagwerein

8、vestigated,andthemorphologyandphasecompositionwerealso