基于同步辐射技术研究含锌尘泥中Zn元素的赋存特征

含锌尘泥的资源化利用是钢铁企业的一个研究热点。然而，含锌尘泥颗粒细，种类多，成分复杂，是研发含锌尘泥综合利用技术的瓶颈之一。本项目拟发挥同步辐射技术的优势，从微观角度出发，研究Zn元素在含锌尘泥中的赋存特征。具体内容包括：基于同步辐射XAFS方法，研究含锌尘泥中Zn元素的化学形态组成，并分析其在不同粒径含锌尘泥颗粒中的分布规律；借助同步辐射硬X射线微束技术，获得Zn元素在含锌尘泥单颗粒中的含量分布与化学形态信息，研究Zn元素在含锌尘泥形成过程中的行为特征；在此基础上，综合分析Zn元素在含锌尘泥中的赋存状态，探讨影响含锌尘泥形成的微观环境因素。本项目旨在全面认识Zn元素在含锌尘泥中的存在特点，为实现含锌尘泥的分选技术，改进和研发含锌尘泥综合利用技术，提高其资源化利用效率提供可靠的科学依据。

含锌尘泥的资源化利用是钢铁企业的一个研究热点。然而，含锌尘泥颗粒细，种类多，成分复杂，是研发含锌尘泥综合利用技术的瓶颈之一。本项目发挥同步辐射技术的优势，从微观角度出发，研究Zn元素在含锌尘泥中的赋存特征。具体内容包括：.1）利用同步辐射XAFS方法，以碳钢生产产生的五种含锌尘泥（电炉灰、转炉OG泥、转炉LT灰、高炉瓦斯泥和高炉瓦斯灰）为研究对象，对五种含锌尘泥中Zn元素的化学形态进行测试分析，结果表明：电炉灰和转炉LT灰中，Zn元素主要以铁酸锌（ZnFe2O4）的形式存在；转炉OG泥中，Zn元素的化学形态比较复杂，其中易溶化学形态为碳酸盐和硫酸盐，不可溶部分的化学形态为铁酸锌；高炉瓦斯泥和瓦斯灰中，均能观察到ZnCl2化学形态的存在。在所测试的电炉灰、转炉OG泥和转炉LT灰三类含锌尘泥中，Zn元素的化学形态在所分级的粒径范围内未观察到明显变化。.2）利用同步辐射微聚焦技术，选取电炉灰、转炉OG泥、转炉LT灰、高炉瓦斯灰、高炉瓦斯泥中的部分颗粒进行了XRF mapping 和微区XANES分析，对Zn元素在含锌尘泥颗粒剖面的分布情况进行初步探讨，结果表明：.电炉灰颗粒中，Zn元素的分布情况主要分为两种：与Fe元素分布区域一致或者在Fe元素分布较低的小区域范围内局部富集。在这两种分布情况中，Zn元素的化学形态无明显差异，主要以铁酸锌的化学形态存在。.转炉OG泥中，Zn元素在OG泥颗粒剖面的大部分区域中含量较低，基本均匀分布，只在某些很小的区域范围内富集。通过微区XANES测试研究发现，在不同OG泥颗粒中，Zn含量不同区域处其化学形态的组成亦有两种情况：一种情况下，Zn的化学形态变化不大，差异不明显；另外一种情况下，Zn元素富集处，其化学形态主要以铁酸锌为主，而Zn含量较低处，Zn元素应主要以碳酸盐的形式存在。这一结果说明，在转炉OG泥中，Zn元素的化学形态在2微米的小颗粒范围内存在差异性。. 转炉LT灰中，Zn元素亦分布在两种区域，即以较低含量均匀分布和以较高含量在局部区域富集。但在所测试的LT灰颗粒样品中，Zn元素与其它元素的相关性不是很明显。因高炉瓦斯泥和瓦斯灰中Zn元素整体含量较低，各选取一个颗粒样品进行初步分析，发现Zn元素主要在某些小范围区域内富集，其它区域很少存在。