为解决传统砂石骨料供应不足、工业固废煤气化炉渣大量堆存的问题，本文利用煤气化炉渣、砂砾土制备路面基层材料，探究煤气化炉渣、水泥剂量与砂砾土掺配最佳比例，从力学性能、路用性能及耐久性能方面研究了水泥稳定煤气化炉渣路面基层材料在公路工程中应用的可行性。研究结果表明：最佳配比为煤气化炉渣和砂砾土的质量比为40%∶60%、水泥剂量7%，该配比下水泥稳定煤气化炉渣路面基层材料7 d无侧限抗压强度超过3.0 MPa，劈裂强度超过0.5 MPa，弯拉强度超过1.5 MPa，具有良好的抵抗竖向变形能力；经过5次冻融循环试验后，试件抗压强度损失比B均在90%以上，质量变化率小于5%，且水稳定性良好；经过180 d干缩试验，A组(煤气化炉渣掺量35%、水泥剂量6%)和C组(煤气化炉渣掺量40%、水泥剂量7%）试件累积干缩量均小于2.5 mm，具有较好的干缩应变。采用SEM、XRD观测煤气化炉渣路面基层材料的水化产物种类及空间分布特征，提出煤气化炉渣强度形成机理，得出主要水化产物为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、Ca(OH)2，有利于基层混合料强度的形成。

以包钢高炉渣为主要原料，配加少量铬铁矿，在高温渣液降温过程中采用一步保温热处理方法制备微晶铸石，通过熔点测定、差热分析、X射线衍射，扫描电子显微镜观察并结合理化性能测试，研究了铬铁矿加入量对微晶铸石晶化行为和理化性能的影响规律，为包钢高炉渣的低成本高值化利用开辟了新途径。结果表明：在原料配比为高炉渣95%、铬铁矿5%(质量分数)时，微晶铸石整体析晶，主晶相为镁黄长石和铝黄长石，抗折强度为31.88 MPa，密度为3.439 g·cm-3，吸水率为0.036%，耐酸性为0.145%，耐碱性为0.033%，符合国家建筑材料标准，完全可以替代天然大理石和花岗岩用作建筑装饰材料。

采用静态坩埚法将AOD炉渣线区镁钙砖在1 700 ℃空气气氛下高温热处理3 h后进行抗渣试验。结合XRD、SEM、EDS等测试手段, 分析了AOD炉两个阶段炉渣对渣线区镁钙砖的侵蚀机理。结果表明: 低碱度的氧化期炉渣对镁钙砖侵蚀明显, 炉渣在表面张力和毛细管力作用下, 进入镁钙砖内部与CaO反应生成低熔点的铁酸二钙2CaO·Fe2O3(C2F), 促进砖中CaO溶解, 破坏了原有的致密结构, 使反应层结构变得疏松、易剥落; 镁钙砖中方镁石晶簇吸收液态渣中的铁、铬、锰氧化物, 并在其晶内和晶间形成复合尖晶石结构, 从而提高镁钙砖表面渣的黏度, 减缓渣的侵蚀; 还原期炉渣碱度较高, 对镁钙砖的侵蚀作用较弱, 主要表现为SiO2向砖内侵蚀渗透, 以及体积效应和温度梯度导致镁钙砖表面小尺寸方镁石晶簇向渣中剥落。

不锈钢生产主要采用氩氧精炼(AOD)炉冶炼工艺, 本文探究AOD炉渣对钢包内衬用MgO-C砖的侵蚀机理, 为提高钢包内衬用MgO-C砖的使用性能和服役寿命提供理论支撑。结合FactSage6.2软件、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)等测试手段分析炉渣侵蚀后MgO-C砖的物相变化、显微结构和化学成分变化。结果表明, 随着侵蚀反应的进行, 方镁石逐渐被熔蚀, 且逐步出现Ca3MgSi2O8等低熔点物相, 以及MgAl2O4等高熔点物相。AOD炉渣通过基质部分侵蚀渗透MgO-C砖, 并与方镁石反应生成Ca3MgSi2O8等低熔点物相, 熔蚀方镁石; 同时, 方镁石边界处生成MgAl2O4, 阻碍AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀渗透。

铁水包内衬材料长期服役于间隔周期较长的高、低温交替环境, 极易发生剥落与侵蚀损毁。为了探索影响铁水包内衬材料使用寿命的主要因素, 对市面上四种铁水包Al2O3-SiC-C内衬砖的化学成分、物相组成、物理性能和微观结构进行了分析, 并以高炉渣为侵蚀介质, 重点研究了不锈钢冶炼用铁水包Al2O3-SiC-C内衬砖的侵蚀机理。结果表明: 铁水包Al2O3-SiC-C内衬砖中Al2O3含量越高, 高温下制品的液相量越低, 越有利于提高耐火砖的高温力学性能; 随着含碳量的增加, 铁水包Al2O3-SiC-C内衬砖的抗渣性得到明显改善, 但抗氧化性及高温抗折强度呈下降趋势; 高炉渣中CaO、MgO向耐火砖中渗透, 与耐火砖中的Al2O3、SiO2发生反应形成高熔点的镁铝尖晶石及低熔点的钙长石等, 生成的低熔相会加剧耐火砖的侵蚀。

高炉渣作为钢铁行业的一类大宗固废, 其高附加值利用一直是相关行业的研究重点, 对钢铁行业的绿色发展具有重要意义。以高炉渣为研究对象, 综述了近5年来其作为光催化材料用于污水处理领域的研究进展。介绍了高炉渣的基本情况, 包括其形成组成、作光催化材料的可行性、国内外综合利用现状和综合利用中存在的问题; 简要阐明光催化技术的发展现状, 内容涉及其作用机理、性能改善方式和发展趋势; 说明高炉渣作光催化材料净化废水的研究进展, 并就现有文献对其光催化效率影响因素和提高方式进行了讨论; 最后对高炉渣基光催化材料的处理方式和应用方式进行了归纳总结, 并对其持续性的资源化利用进行了展望。

铬刚玉浇注料是重要的危废焚烧炉炉衬材料之一，但危废来源广泛，成分复杂，导致炉渣的成分存在差异，从而影响炉衬的使用寿命。本文以铝酸钙水泥结合铬刚玉浇注料为研究对象，选取了富含CaO、Fe2O3和SiO2的三种典型危废炉渣，研究了上述危废炉渣对铬刚玉浇注料烧成前后的侵蚀/渗透行为和Cr(Ⅵ)形成的影响。结果表明，材料的抗渣侵蚀和渗透性能与渣的黏度、渣与材料的界面反应以及材料的孔隙结构有关。就渗透性而言，高SiO2渣和高Fe2O3渣与材料界面反应后形成了低熔点的霞石等物相，促进了渣渗透；高CaO渣与材料反应后形成了高熔点的六铝酸钙等物相，减缓了渣渗透，造成渣渗透深度顺序为高SiO2渣>高Fe2O3渣>高CaO渣。相比之下，将材料进行烧成处理可以显著降低基质中CaO的反应活性，而且可以实现微孔化，渣的渗透行为受到抑制，尤其是高SiO2渣的渗透显著降低。静态坩埚抗渣侵蚀性与渣液的渗透行为有关，由于渣的显著渗透行为，反而降低了渣的侵蚀指数。高CaO渣与试样反应后渣液黏度上升，且生成高熔点的铝酸钙相减缓渣液渗透，渣作用在材料界面时间增长，导致高CaO渣的侵蚀指数略高。

为了提高抹灰砂浆的强度和体积稳定性，研究了水泥用量和灰渣比(循环硫化床(CFB)飞灰和CFB炉渣的质量比)对CFB灰渣抹灰砂浆2 h稠度损失率、抗压强度和体积稳定性的影响，并采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪对砂浆的微观形貌、元素分布和物相组成进行测试表征。结果表明,当水泥用量为5%、8%、12%(质量分数)时，CFB灰渣抹灰砂浆分别达到抹灰砂浆M10、M15、M20的强度等级。当胶凝材料用量一定时，随着水泥用量增大，砂浆2 h稠度损失率减小;当水泥用量一定时，随着灰渣比增大，砂浆2 h稠度损失率增大，膨胀效应减弱。CFB灰渣抹灰砂浆中生成的膨胀性钙矾石有效填充了颗粒之间的孔隙，从而提高砂浆的强度和体积稳定性。

为了保证玻璃液顺利浇注成型, 并为高炉渣和铬铁合金渣协同制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2-Cr2O3体系建筑微晶玻璃提供基础的工艺技术参数, 采用FactSage7.1热力学软件绘制CaO-MgO-Al2O3-SiO2-Cr2O3玻璃体系的五元相图, 并通过试验探究基础玻璃熔体的黏度和熔化特性。结果表明, 在FactSage7.1绘制的相图中, 随着Cr2O3含量的增加, 相图的液相区范围不断缩小, 表明玻璃的进一步熔化受到阻碍。晶核剂 Cr2O3的质量分数由0.85%增加到2.05%的过程中, 玻璃熔体黏度逐渐减小, 熔化性温度逐渐升高, 在采用熔融法制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2-Cr2O3体系基础玻璃时应使熔融温度高于1 469 ℃。Cr2O3含量增加会使基础玻璃熔化温度升高, 具体表现为各组试样的软化温度、半球温度和流动温度均不断升高, 因此应尽量降低基础玻璃原料配比中Cr2O3的含量。

激光诱导等离子体受激光能量大小、激光频率、样品特性、采集延时等实验参数的影响, 这些因素变动直接影响物质成分定量分析的准确性。本文搭建激光诱导击穿光谱实验平台, 以炉渣为研究背景, 以炉渣中原子谱线CaI:428.28 nm、离子谱线CaII:393.37 nm和Si原子谱线SiI:252.91 nm为研究对象, 观察信号强度随采集延时、激光能量的波动和激光聚焦位置的变化规律。通过实验测得最佳延时时间为1us时信号强度最好, 激光能量的波动对信号的影响并无明显影响, 激光聚焦位置在样品表面以下2-3 mm处为最佳实验条件。