温度对精炼渣碳酸化效果影响分析

方明航，伊元荣，2，3，马文青，马忠乐，白书齐，蔺 悦，杜昀聪

(1.新疆大学资源与环境科学学院，乌鲁木齐 830046；2.新疆大学绿洲教育部重点实验室，乌鲁木齐 830046；3.智慧城市与环境建模自治区高校重点实验室，乌鲁木齐 830046)

0 引 言

我国作为钢铁大国，近年来钢铁的年产量均占世界钢铁产量的50%左右[1]，并呈现增长趋势。炉外精炼技术是钢铁行业中的一项重要技术，经炉外精炼后会产生一类碱性高钙基的精炼渣。2019年我国产出9.963亿t粗钢，产生约0.2～0.5亿t精炼渣，其利用率仅为55%[2]，利用形式较为单一，即将精炼渣作为返回渣利用，以达到脱硫目的[3-4]，通常返回利用次数不超过三次[5-6]，循环利用后精炼渣的处置办法主要以堆存为主，不仅占用了大量的土地资源，还会对土壤以及地下水造成污染，未对精炼渣进行有效资源化利用。精炼渣被用以代替部分水泥及砂浆等[7-10]应用于建材行业当中，但由于精炼渣含有较高的f-CaO(游离氧化钙)，致使其制品致密性以及体积安定性较差[11-12]，增加了其在建筑方面应用的风险，很大程度上限制了精炼渣的资源化利用。由于精炼渣的f-CaO含量较高，同时还含有C2S(Ca2SiO4)、C3S(Ca3SiO5)，这些钙基物质可有效固定CO2，并形成碳酸盐或复盐[13]，经碳酸化后精炼渣中的f-CaO全部转变成更为稳定的CaCO3，在一定程度上可解决精炼渣因f-CaO存在所导致的体积不安定性问题，进而增加精炼渣资源化利用的可能性。温度作为精炼渣碳酸化的重要因素之一，其在碳酸化反应过程中会直接影响传质速率以及离子浸出率，进而影响精炼渣碳酸化的效率以及碳酸化后的稳定性，因此考察温度对碳酸化效果的影响具有一定意义。……