利用水钢工业废渣生产微晶玻璃的应用研究

论文摘要

2007年,水城钢铁（集团）公司已达到产钢300万吨,钢材285万元的年生产能力,销售收入超过100亿元。计划在2010年前年产钢能力达到500万吨,销售收入达到200亿元;2007年9月,水钢作为西部钢铁加工基地已获国家批准,规划在盘县鸡场坪乡建设二期工程,钢生产能力为550万吨。目前,水钢每年要产生大量的固体废弃物,总量约270万吨,其中高炉炉渣160万吨、钢渣60万吨、粉煤灰40万吨、转炉污泥（干基）10万吨,在水钢两期技改工程完成后,固体废弃物总量将是现在的2.5倍。水钢建厂以来,都对“三废”进行了不同程度的回收利用。特别是1995年以来,对这方面的投入最大。近年来,回收利用的品种及数量又有了新的增加和提高,除了水、煤气、中低压蒸汽等资源的再利用外,固体废弃物也进行了资源化回收利用:主要以回收铁素资源为主,同时从水渣、粉煤灰、转炉尾渣、转炉污泥中回收利用了CaO、Al2O3、MgO、SiO2等非金属元素。但非金属元素回收利用总量未达到35万吨,利用率不足15%,综合利用率也仅为18.52%,与国内50%的综合利用率相比有较大差距,不仅在数量上,在资源化的技术水平上也远落后于国内一般水平。而国外的固体废弃物资源化利用起步早,技术先进,回收途径和渠道多,涉及领域宽,已发展成为一个成熟的产业（一个回收加工企业往往是跨多行业的集团）,它与产生废弃物的企业形成了完整的产业链。发展至今,欧美、日本等国的回收利用率都在95%以上,不仅在发展的同时未破坏生态,而且资源利用率高,经济发展质量好,已形成良性循环。随着科学发展观的进一步落实和循环经济发展的深化,国内已掀起了固体废弃物资源化利用的热潮,这不仅是国家宏观调控的成果,同时,也是企业在激烈的市场竞争中降低成本的必然选择,济钢等钢铁集团已在近几年摸索实践中取得了瞩目的成就,有的钢铁集团循环经济收益达到总利润的30%,而水钢还处于落后的水平。因此,我们有必要大力提高固体废弃物资源化利用的技术水平,探索新的应用领域、拓展新的发展渠道。利用水钢工业废渣生产微晶玻璃是其中一个课题,它的成功应用必将产生重大而深远的影响。微晶玻璃内部结构即有结晶相,又有玻璃体,它集中了玻璃和陶瓷的优点,是一类新材料。它有光、电、热、磁等方面的优良特性,它的机械强度高、耐磨损、耐腐蚀、电绝缘性好、介电常数稳定、热稳定性好、耐高温、光泽质感好,广泛应用于航天、电力、电子、机械、生物医学、建筑、耐磨防腐等领域,目前,世界上已成功研制和应用了上千个品种,发展前景广阔。本文通过总结水钢固体废弃物利用现状和分析水钢固体废弃物资源化利用的迫切需求,阐明了利用工业废渣生产微晶玻璃的必要性;探索了利用水钢产生的高炉矿渣、钢渣、粉煤灰生产矿渣微晶玻璃的技术可行性;对矿渣微晶玻璃的市场现状及前景进行了分析。并且对于水钢利用高炉矿渣等固体废弃物生产微晶玻璃所要解决的问题进行了剖析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概论
• 1.1 固体废弃物资源化利用的必要性
• 1.1.1 固体废弃物排放对环境的影响
• 1.1.2 资源的高消耗已成为经济发展的制约因素
• 1.1.3 固体废弃物也是资源
• 1.1.4 固体废弃物资源化利用是可持续发展的唯一道路
• 1.2 利用水钢工业废渣生产微晶玻璃的目的和意义
• 1.2.1 目的
• 1.2.1.1 资源回收有巨大的经济潜力
• 1.2.1.2 开辟新的经济增长点
• 1.2.2 意义
• 第二章 水钢的固体废弃物资源化的利用现状
• 2.1 固体废弃物统计预测及资源化利用情况
• 2.1.1 含铁资源
• 2.1.1.1 转炉钢渣
• 2.1.1.2 炼钢污泥
• 2.1.1.3 高炉瓦斯灰
• 2.1.1.4 轧钢氧化铁皮
• 2.1.2 非金属材料回收
• 2.1.2.1 用作水泥掺和材
• 2.1.2.2 矿渣微粉
• 2.1.2.3 转炉尾渣
• 2.1.2.4 污泥球团
• 2.2 存在的问题以及今后的思路
• 第三章 微晶玻璃市场分析
• 3.1 微晶玻璃在建筑装饰领域的发展前景
• 3.1.1 建筑装饰板材市场状况
• 3.1.2 天然石材的发展状况
• 3.1.3 与其它高档建筑装饰材料的性能比较及发展前景
• 3.1.3.1 其主要性能与其它材料对比
• 3.1.3.2 使用性能特点
• 3.1.3.3 相对天然石材、高档建陶的突出优势
• 3.1.3.4 发展前景
• 3.2 微晶玻璃板材在耐磨防腐行业的发展前景
• 第四章 微晶玻璃工艺原理及技术进展状况
• 4.1 概述
• 4.2 玻璃装饰材料原始玻璃系统的选择
• 4.2.1 玻璃的熔化与成形性能
• 4.2.1.1 熔化性能
• 4.2.1.2 操作性能
• 4.2.2 玻璃的化学稳定性
• 4.2.3 玻璃的晶化特性
• 4.3 矿渣微晶玻璃制备工艺
• 4.3.1 主要工艺参数
• 4.3.2 成型工艺
• 4.4 热处理制度
• 4.5 晶核剂与晶化机理
• 第五章 以水钢工业废渣为主成分生产微晶玻璃的研究
• 5.1 主要原料
• 5.1.1 粉煤灰
• 5.1.2 高炉渣
• 5.1.3 钢渣
• 5.2 矿渣微晶玻璃生产工艺
• 5.3 制备矿渣微晶玻璃的试验
• 5.3.1 原始玻璃成分的确定
• 5.3.1.1 原始玻璃成分的设计原则
• 5.3.1.2 主晶相及主要成分范围
• 2O₃、SiO₂等主成分对矿渣微晶玻璃性能影响的研究'>5.3.1.3 CaO、Al₂O₃、SiO₂等主成分对矿渣微晶玻璃性能影响的研究
• 5.3.1.4 原始玻璃主成分的计算
• 5.3.1.5 晶核剂和熔剂的选择
• 5.3.1.6 原始玻璃的确定
• 5.3.2 热处理制度的确定
• 5.3.2.1 DTA分析
• 5.3.2.2 烧结和晶化制度试验
• 5.3.3 微晶玻璃的晶相组成
• 5.3.4 性能测试
• 5.3.5 试验结论
• 5.4 微晶玻璃的原料制备（工业废渣的处理）
• 5.4.1 工业废渣的预处理
• 5.4.1.1 高炉炉渣
• 5.4.1.2 转炉尾渣
• 5.4.2 原料的制备
• 5.4.2.1 原料的干燥
• 5.4.2.2 原料的粉碎
• 第六章 总结
• 第七章 利用液态渣生产微晶玻璃的设想
• 致谢
• 参考文献
• 附录