钢渣尾矿中硅酸盐相的溶解行为研究(2)
结论 21
致谢 22
参考文献 23
第一章 绪论
钢渣是在炼钢的生产过程中产生的废弃渣料，它的排量非常的巨大，大约占有固体废弃物的百分之十二，差不多已经有了三亿吨[1]左右的量。就我国来讲，绝大多数的炼钢产业在大的城市里面，这样一来，大量的废弃钢渣不仅仅占用了很多的土地资源还污染了城市的环境，不仅如此，钢渣中有游离的含钙的氧化物，这样经过风吹日晒，雨水的冲洗，使得含钙的氧化物在雨水的作用下带到了土壤和河流里面，使得土壤和河流的pH值提高[2]，这样一来就严重的破坏了城市的生态环境。
在上个世纪，就有很多知名的科学家开始研究钢渣的处理问题。就目前来说，钢渣可以被用于炼铁或者炼钢的原材料，用在农业的生产方面，用于生产性能良好的钢渣水泥，还可以用作于造路的材料，等等的很多的方面[3]。在一些发达国家，钢渣的问题已经基本得到了处理，不会造成钢渣的大面积堆放。就美国而言，当时56% [4]的钢渣被用于烧块的原材料以及助熔剂，38%用作于建造公路。我国对钢渣的处理相对来说就比较晚了，差不多从五十年代才开始，到目前为止，才有差不多一半的利用率而且大部分还被用于筑路以及回填，这充分显示出了我国对钢渣的利用率非常低，距离目标还很远。因此，展开对钢渣的深入研究具有很重大的意义。
1。1钢渣的化学组成和形成过程
1。1。1钢渣的化学组成
钢渣中含有大量的钙元素和硅元素，和水泥的熟料成分大致相同，它们是氧化钙、二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化镁、五氧化二磷、氧化锰、硫化钙和硫化铁等。其中成分的含量根据不同的情况会有比较大的范围的波动。钢渣的成分大致和高炉渣的成分相同，但是其中差别很大的是氧化物，特别是氟化钙可以使得钢渣的体积膨胀[5]。
氧化钙差不多占有30%~60%的含量，它是钢渣中的主要成分[6]。一般来说含有的氧化钙多的话，钢渣就会有较大的活性。
氧化硅占有8%~23%的含量，钢渣中硅酸钙的矿物的数量一般决定于其中氧化钙的含量[7]。在含有的氧化钙相同的情况下，氧化硅的含量对钢渣的活性也有很大的影响，这样就和钢渣水泥的质量有着直接的关系。
氧化铝占有3%~8%的含量，它也对钢渣的活性有着很大的影响，一般而言，它的含量和钢渣的活性成正比的关系。
氧化镁占有4%到11%的含量，在钢渣中氧化镁一般会有三种形式，化合态、游离态、固体态。如果以化合态存在的话不会影响钢渣水泥的稳定性。
就全世界而言具有工业意义的矿物已经发现有一千多种，每年各种矿物会有一百五十吨以上被开采[8]。我国的乡镇企业有十一万多个，国有矿山八百多个，已经有一百五十多种矿产被发现，由此建设了八千多座矿山，每年有五十亿吨的矿石被开采，现如今已经有两百多亿吨固体废弃物堆积。我国每年的金属矿山堆积的尾矿有七十亿吨以上，而且每年还会增加八到九亿吨的尾矿，其中排放尾矿最多的是铁矿山有六亿吨。
1。1。2 钢渣的形成过程
由于在炼钢的过程中不断地加入石灰，使得碱度一直在提高。在冶炼刚开始的时候，钙元素和镁元素是其主要的成分，可以用铁或者锰去取代其中的镁元素；随着不断地加入石灰，氧化钙和其中的钙镁橄榄石发生了反应生成了钙镁辉石，随着石灰的加入，碱度再一次提高，硅酸钙也就随之生成了。唐明述[9]研究了钢渣的矿物是如何形成的，它得出了钢渣在高碱度的环境下的形成规律：在有氟的情况下，先出现氟灰石，如果有富余的磷则会再生成纳盖斯密特石，如果氟有剩余但是磷不够的则会生成荧石。