Studium interakcí strusek s vodou

Karla Josefusová

Bachelor's thesis

Study of slag-water interaction

Abstract:

Bakalářská práce je zaměřena na studium chování strusek z výroby železa a oceli ve styku s vodným prostředím. V teoretické části je popsána výroba železa a oceli a vznik jednotlivých druhů strusek. Pro experimentální část byly použity vysokopecní, ocelárenské a pánvové strusky, které byly odebrány krátce po jejích vzniku a po minimálně roce skládkování v hale nebo na volném prostranství. Byla provedena chemická analýza strusek a připraveny vodné výluhy s různým poměrem strusky a použité deionizované vody (1:10, 1:100, 1:250, 1:500, 1:1000), které byly míchány po dobu 24 hodin. Časová závislost loužení byla provedena u vybraných strusek s poměrem tuhé a kapalné fáze 1:100. Ve vodných výluzích byly stanoveny koncentrace Al, Na, K, Mg, Ca a Si metodou atomové emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem a plamenové atomové absorpční spektrometrie. Z výsledků vyplývá, že do vodného prostředí přechází uvedené prvky výrazněji z čerstvých strusek a množství prvků ve výluhu je výrazně závislé na poměru použité strusky k objemu deionizované vody. K rozpouštění sledovaných prvků dochází již v průběhu několika desítek minut. Z pánvových strusek se jednoznačně při styku s vodou rozpouští mayenit (Ca12Al14O33).

Abstract:

The bachelor thesis is focused on the study of the behaviour of slags from iron and steel production in contact with the water environment. The theoretical part describes the production of iron and steel and the formation of different types of slag. For the experimental part, blast furnace, steelmaking and pan slags were used, which were collected shortly after their formation and after at least one year of landfilling in a hall or open area. Chemical analysis of the slags was carried out and aqueous leachates were prepared with different ratios of slag to deionised water used (1:10, 1:100, 1:250, 1:500, 1:1000) and mixed for 24 hours. The time dependence of leaching was carried out for selected slags with a solid-liquid phase ratio of 1:100. The concentrations of Al, Na, K, Mg, Ca and Si in the aqueous leachates were determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and flame atomic absorption spectrometry. The results show that these elements are more strongly transferred to the aqueous environment from fresh slags and an amount of elements in the leachate is strongly dependent on the ratio of the slag used to the volume of deionized water. Dissolution of the elements of interest occurs within a few tens of minutes. Of the pan slags, mayenite (Ca12Al14O33) clearly dissolves on contact with water.

Keywords

ocelárenská struska, pánvová struska, vysokopecní struska, interakce strusky s vodou

Keywords

steelmaking slag, blastfurnace slag, ladle slag, slag-water interaction

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2022
• Supervisor: Jana Seidlerová
• Reader: Jiří Pavlovský

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta materiálově-technologická

Bachelor programme:
Chemické a environmentální inženýrství