钢渣在海水研究中的有效利用
- 发布时间：2012/12/11 11:24:47
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从保护天然资源的环保观点来看，作为钢铁生产副产物的钢铁渣是一种重要的资源，人们希望能开发出钢渣有效利用的技术。钢渣含有许多海洋浮游植物生物繁殖所需的营养盐，它是一种离子晶体，因此容易在海水中溶解。但是，由于钢渣中存在着会污染环境的元素，因此必须开发一种技术使其不会在海水中溶解。日本东北大学对钢渣中各种构成成分的存在形态及其在人工海水中的溶解行为进行了研究调查。
实验使用日本国内钢铁厂提供的铁水预处理渣和转炉渣作为实验材料。
关于转炉渣和铁水预处理渣中Fe的溶解行为，几乎看不到有差异。转炉渣和铁水预处理渣的溶解速度都非常慢，即使经过30天，zui大值也不过0.2ppm。Mn的溶解行为也与Fe的溶解行为相同，溶解量极小。关于Mg的溶解，人工海水中的Mg含量明显高，Mg几乎没有发生溶解。转炉渣和铁水预处理渣的Ca的溶解度浓度在zui初的1～2天都大幅增加。为抑制Ca溶解造成人工海水pH值升高，因此添加了盐酸，结果此时累积的盐酸滴下量也出现大幅增加。即使经过大约一周后，溶解Ca浓度也基本保持不变值。关于F的溶解行为，可知F在初期的溶解速度快，随着时间的推移，溶解速度变慢。即使F也会因渣中含有的F浓度不同，使F的zui初溶解浓度在1～4ppm范围内变化。关于Si的溶解，因渣的不同，溶解量也不同，铁水预处理渣的zui大溶解度达18ppm，转炉渣的zui大溶解度达9ppm。在对P的溶解行为进行调查时可知，铁水预处理渣和转炉渣的试样随着时间的推移，溶解量会增加，但两种渣试样的溶解速度有很大的差异。根据以上结果可以确认，铁水预处理渣和转炉渣完够溶解出海洋浮游植物生物繁殖所需的营养成分。
制作了在298K下海水中各渣的相稳定图，整理了海水中各相的溶解度。根据相稳定图，弄清了有效添加钢渣中营养成分所需的结晶相。只要稳定控制钢渣中的理想结晶相，就大有可能使浮游植物生物繁殖产生的碳酸气体实现固化，从而有助于钢渣的有效利用。