转炉尘灰制备高固体分防腐涂料基础研究

转炉尘灰是炼钢生产过程中产生的废弃物，其不仅粒度较细，而且含有多种金属及非金属氧化物。传统方法是将转炉尘灰返回烧结工序作为烧结配料。拟采用典型的转炉二次尘灰作为填料，制备高固体分防腐涂料。重点开展转炉二次尘灰的物化特性及其对涂料防腐性能的影响机理；有害物质的分离原理与工艺及其过程强化机制研究，包括萃取分离钾、钠等元素的氧化物；深入研究选择性分离与净化后高固份防腐涂料的可控制备过程，包括涂料制备过程中络合体系的选择原理、尘灰的化学成分和颗粒尺寸及形貌可控机制、固化溶剂与稀释剂的选择及其作用机理等。通过上述研究，利用转炉尘灰资源直接制备微纳米尺度填料，确定转炉尘灰的物化特性和其防腐性能。

转炉尘灰为炼钢过程的副产物，粒度较细且含有多种氧化物，传统的回收方法是将转炉尘灰作原料返回烧结再利用。转炉尘灰作颜填料制备高固体分防腐涂料是一种新的回收利用方法，开展这方面的研究具有重要的理论意义和应用价值。采用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪和荧光光谱分析仪等对转炉尘灰的粒度分布和成分组成进行了分析，结果表明：转炉尘灰呈球状颗粒，粒径小于60μm，且50%的颗粒小于20μm，平均粒径仅为19.68μm；转炉尘灰除含碳外，还含有铁、钙、镁等丰富的氧化物。首先通过正交实验确定了高固体分防腐涂料的制备工艺，重点研究了稀释剂用量、转炉尘灰粒度、转炉尘灰用量、以及转炉尘灰中添加氧化物对涂料性能的影响。按照优化的工艺制备出不同配方的涂料，并研究了不同配方涂料的力学性能和防腐性能。研究表明，稀释剂苯甲醇的用量为环氧树脂的10%～15%时，涂料各性能最佳；尘灰粒度越小，涂料的表观和固体分等性能越好，考虑尘灰筛分工序问题，确定59.33μm的尘灰为主要实验原料；环氧树脂E-51的用量与颜填料用量相等时，涂料的综合性能优良；随着转炉尘灰中MgO和Cr2O3添加量的增加，涂膜上的气孔增大，但添加MgO和Cr2O3可大大改善涂膜的耐盐水性和耐酸性。高固体分防腐涂料的最佳配方：尘灰粒度为59.33μm；颜基比为1:1；配加苯甲醇10～15g；YF-350固化剂最佳用量为32%。