【摘 要】
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转炉钢渣中含有大量的含钙矿物,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
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转炉钢渣中含有大量的含钙矿物,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法对Ca2+-NH3-NH4Cl-H2O复杂体系中Ca2+的配合热力学进行了研究。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。
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