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钢渣膨胀性的实验 徐红江 付贵勤 朱苗勇 东北大学材料与冶金学院, 辽宁 沈阳 110004 摘要 钢渣具有高碱度的特点, 当碱度2 时转炉渣中的氧化钙将有一部分以游离氧化钙的形式存在。 游离氧化钙 是造成转炉渣膨胀的主要因素。 本试验采用压蒸法测定了高炉渣和转炉渣的膨胀性, 考虑了粒度和陈化时间对转炉 渣膨胀性的影响, 为高炉渣和转炉渣的应用提供依据。 关键词 钢渣 游离氧化钙 压蒸 膨胀性 钢铁生产的过程中产生了大量的高碱度的钢渣。 现在高炉渣的处理方法主要是采用水淬的方法,目前 水淬后的高炉渣 90以上已经应用在建筑工业中。 而对高碱度转炉渣的处理是各炼钢厂所面对的难题。 现在通行的处理方法是生产钢渣水泥和作为碎石和 细骨料的替代物 [ 1-3] 。但转炉渣中含有 5～ 10的 游离氧化钙,游离氧化钙水解时体积将增大 1 ～ 2 倍, 使得转炉渣粉化膨胀 ,不利于其作为建筑材料 。对于 转炉渣膨胀性的测定现在国内还是一个空白。德国 首先采用一种简单的蒸汽测试法测定渣样的体积膨 胀率 ,从 20世纪 80 年代开始将这种蒸汽测定法作为 炼钢厂和第三方判定钢渣质量控制的方法,现在这已 经是德国为避免钢渣骨料的危害所做的常规测 试 [ 4- 6] 。同时这种方法已被欧洲其他国家所接受, 作 为欧洲骨料标准中钢渣的测定方法 EN 1744- 1“骨料 化学性质测试方法 化学分析法” [ 7] 。在国内没 有专门针对转炉渣膨胀性的测试手段和相应的标准。 本实验根据国内水泥压蒸膨胀性实验方法 GB T 750- 92 [ 8] , 对转炉渣的膨胀性进行了实验研究 。 1 试验材料与方法 试验材料是取自国内某厂的水淬高炉渣和转炉 渣,转炉渣经过 60 d 和 150 d 陈化 ,高炉渣及转炉渣 质量分数见表 1, 转炉渣碱度为 2. 95, 其物相组成用 X 光衍射仪测定见图 1。高炉渣碱度为 1. 17, 其物相 组成用X 光衍射仪测定见图 2。 表 1 炉渣的主要化学成分 成分T FeMnOCaOMgO SiO2Al2O3P2O5 FeO 转炉16. 821. 7341. 9912. 1714. 230. 960. 7512. 88 高炉1. 140. 1440. 637. 4934. 6410. 49 5, 而粒度 0. 6 mm 时膨胀率 1 mm 的转炉渣的膨胀率 5。建设部在 1990 年颁布了钢渣石灰类道 路基层施工及验收规范, 在其中规定了 钢渣必须分 解稳定。粒径符合规定, 具有规定的强度 。其游离氧 化钙的含量应2 时 , 产生了自由氧化 物 [ 11] 。这时候产生了游离氧化钙 , 但游离氧化钙的 含量与碱度的关系还不明确。游离氧化钙不象硅酸 二钙 、 硅酸三钙 、 偏铝酸钙等氧化钙的复杂化合物那 样被固定在官能团中, 而是具有活性, 所以转炉渣水 解实际是具有活性的氧化物的水解 。本实验采用的 转炉渣的碱度为 2. 95。所以在钢渣中游离氧化钙占 有绝大多数 。 从氧化钙反应的角度 CaO H2OCa OH2 CaO 的摩尔体积为 16. 9 cm 3 mol, 而 Ca OH 2的 摩尔体积为 33. 1 cm 3 mol 。可以看出当氧化钙水解成 为氢氧化钙时它的摩尔体积将增大 96, 即当游离 氧化钙水解时它的体积将增大接近 1 倍。这也是造 成转炉渣粉化的主要原因 。图 7 中的氢氧化钙相也 证实了这一点。 转炉渣的高碱度使转炉渣中存在游离氧化钙 ,游 离氧化钙的水解造成转炉渣的膨胀 ,而这种膨胀与陈 63 环 境 工 程 2006年 12 月第 24卷第 6 期 化时间、 粒度有很大的关系。当陈化超过6 个月或粒 度0. 6 mm 时, 转炉渣可以用作路面及道路基层等 建筑材料用。 3 结论 1 水淬高炉渣的膨胀率较低, 可直接应用于建 筑工业。 2 可以用压蒸实验的方法快速测定转炉渣的膨 胀率来评定转炉渣作为公路或机场铺路材料等建筑 材料时的膨胀率 。 3 转炉渣的膨胀主要与钢渣的粒度及陈化时间 有关。 粒度越小, 陈化时间越长则钢渣的膨胀性 越小 。 参考文献 [ 1] 毕琳, 林海. 钢渣的综合利用. 矿产保护与利用, 1999, 3 6 51 -52. 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German Verlag Stahleisen mbH, 1994. 作者通讯处 徐红江 110004 东北大学冶金馆 206A 2006- 05-18 收稿 生活垃圾填埋场封场后土地利用 ＊ 李 雄 徐迪民 赵由才 牛冬杰 李 兵 楼紫阳 孙晓杰 熊 兰 同济大学环境科学与工程学院, 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室, 上海 200092 摘要 以上海老港生活垃圾填埋场封场后土地利用为例, 不同封场时间的填埋场 单元, 其土地利用的用途不同; 填 埋场土地用于种植植物, 不仅具有很好的环境效益和经济效益, 还具有很好的社会效益。 关键词 垃圾填埋场 种植 环境 ＊国家“863”科技攻关课题 2003BA808A17 和上海市科技攻关课题 042307046 资助 生活垃圾最早采用的处置方式是土地填埋,迄今 为止, 已有数以万计的填埋场封场, 如果封场后的土 地不及时进行规划并加以开发利用将会浪费土地 、 恶 化环境。 以色列很注重封场后的城市生活垃圾填埋场的 土地开发利用, 已将封场后的城市生活垃圾填埋场作 为开敞式的户外娱乐场所 [ 1] 。我国也很重视垃圾填 埋场封场后土地的开发利用, 多数用于植物的复垦。 在此对上海市老港生活垃圾填埋场封场后的土地在 种植方面应用进行研究。 1 生活垃圾填埋场封场后土地利用 1. 1 填埋场封场后土地利用优势及途径 1. 1. 1 填埋场封场后土地利用优势 1 区位优势 城市生活垃圾填埋场都位于城市 的郊区 ,随着城市发展速度的加快, 城市不断向郊区 扩散, 垃圾填埋场离城市中心越来越近 , 垃圾填埋场 封场后也可变为城市用地 ,可开发利用。 2 土地资源的匮乏 土地资源往往是不可再生 64 环 境 工 程 2006年 12 月第 24卷第 6 期 EXPERIMENTALTION ON DISTENSIBILITY OF STEEL SLAG Xu Hongjiang Fu Guiqin Zhu Miaoyong 62 Abstract Steel slag has high alkalinity. Over 2 of alkalinity, parts of CaO are free CaO in BOF slag. Free CaO is the main component affecting its distensibility of BOF slag. The distensibility of BF and BOF slags was measured using steam test and the effects of size and ageing time on the distensibility were investigated. This gives evidence for application of BF and BOF slags. Keywords steel slag, free CaO, steam test and distensibility APPLICATION OF CLOSED DOMESTIC REFUSE LANDFILLS Li Xiong Xu Dimin ZhaoYoucai et al 64 Abstract By application of closed landfill compartment in Shanghai Refuse Landfill, there are lots of ways to use each closed landfill compartment in different time. Planting is one of the best ways for applications of closed landfill sites. Which will have excellent environmental, economic and social benefits. Keywords refuse landfill, planting and environemnt USE OF IMPERMEABLE MATERIALS FOR REFUSE LANDFILLS IN JAPAN Xu Sifa Yang Yang 68 Abstract It is introducedthat the structure of impermeable system and classification of impermeable materials for landfillsin Japan, aswell as the use of all sorts of impermeable materials in Japan recently . The structure of impermeable system of landfill that is suitable for China is also proposed according to the actual conditions in China. Keywords refuse landfill, impermeable system and impermeable materials DETECTION OF NICKEL USING LOW -PRESSURE ION CHROMATOGRAPHY AND CHEMICAL LUMINESCENCELuoYu Huang Meixiu 71 Abstract It was attempted under certain conditions to detect transition metal ions and conduct a study on determination of trace nickel by low-pressure ion chromatography of mobile phase and chemical luminescence. Keywords low -pressure ion chromatography, inorganic mobile phase, chemical luminescence, combined technology and nickel ion ON -LINE MONITORING SUBSYSTEM OF SULFUR DIOXIDE MASS CONCENTRATION Wang Shilong Wang Lina Wang Zhicheng 74 Abstract The on -line monitoring system of sulfur dioxidein smoke consists of two subsystems. One is subsystem to monitor the mass concentration of sulfur dioxide, the other isused to monitor the velocity and rate of flow of sulfur dioxide. The author introduces principles and plan of monitoring in the system and discusses fully the subsystems to on-line monitor the mass concentration of sulfur dioxide sufficiently . Keywords boiler smoke, sulfur dioxide, on -line monitoring and mass concentration DISCUSSION ONPROBLEMS OF DETERMINING TRACE HEAVY METALS BY FLAME ATOMIC ABSORPTIONSun Cuiling Xin Honglin Feng Xueyang 76 Abstract It was explored through experimentation that the optimal conditionsof determining trace heavy metals by flame atomic absorption, as well as the s of eliminating interference liquid, which provides excellent experience for measuring accurately the content of trace heavy metals. Keywords flame atomic absorption, trace heavy metal, experiment and interference APPLICATION OF FUZZY SYNTHETIC UATING MODEL FOR ASSESSING WATER QUALITY OF LEAN RIVERWan Jinbao Hou Deyin Wan Xing et al 77 Abstract Based on the principle of fuzzy mathematics, the fuzzy synthetic uating model for assessing surface water quality was established. The model could not only ernbody systemic and synthetic characters but also simplify the calculation. At last, the modelwas applied to assess water quality of Le an River, which supplied scientific evidence for controling pollution. Keywords fuzzy , synthetic uation, model, water quality and Le an River APPLICATION OFMATTERELEMENTMODELBASEDONENTROPYWEIGHTTO UATION OF EUTROPHICATION OF LAKESRao Qinghua Zhang Jiangshan 80 Abstract Entropy weight is used to calculate the weight of uating indicators, then a matter element model is also adopted to uate the eutrophication of lakes. The results are comparedwith those of attribute identifying model and the fuzzy administering function, the results indicate that the matter element model is feasible for uating the eutrophication of lakes. Keywords matter element, entropy weight, weight, relationship and uation 5 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24, No. 6, Dec . , 2006