1.2.4直接酸化法、酸中和法 9

1.2.5胶溶法 9

1.2.6醇盐水解法 10

1.2.7物理分散法闭 10

1.3国内外硅溶胶存在的问题以及解决方法 10

1.4硅溶胶的发展趋势 10

1.5本课题的研究意义 11

2试验部分 12

2.1试验原料及试验仪器设备 12

2.2试验过程 16

结论 31

致谢 32

参考文献 33

1.1引言

钢材，是当今世界上最主要的材料之一，因其高强度、通用性、耐用性被广泛使用。根据国际钢铁协会对全球63个主要产钢国的统计，2000年全球粗钢总产量达到了创历史纪录的8.43×109吨[1]。由此可见，即使新兴产业不断涌现，钢铁行业仍是世界发展的稳固基石。

在2012年，我国粗钢产能已达到10亿吨，约占全球产能的50％左右[2]。然而在这巨大产量的背后，随之而来的是环保问题。与欧美国家短流程炼钢，污染排放少等特点不同的是，我国钢铁企业多采用长流程生产工艺，产品结构以低附加值钢材为主。从铁矿粉、煤粉等原材料加工开始，到冶炼过程工艺的庞大繁杂，涉及到的排污环节也增多，因此，烟粉尘、SO2和NOX等主要大气污染物的总体产生量巨大[3]。

根据统计，大气污染物主要来源于烧结、炼钢、炼铁、炼焦、自备电站等。其中高炉冶炼是一个连续的生产过程[4]。通过炉料的自上而下，和煤气的自下而上互相接触而完成。矿石、焦炭、溶剂称为炉料，按照一定配比装入高炉中，冷风通过热风炉进入，加热为1000～1300oC热风，炉料中焦炭在风口前燃烧，产生高温和还原性气体，在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料，并还原铁矿石中的氧化物为金属铁。矿石升至一定温度后软化，熔融滴落，高炉中未被还原的物质形成熔渣，实现渣铁分离。渣铁聚集于炉缸内，发生诸多反应，最后调整成分和温度达到终点，定期从炉内排放炉渣和铁水。上升的煤气流将能量传给炉料而使温度降低，最终形成高炉煤气从炉顶导出管排出，进入除尘系统。

要想得到高质量的铁，炼焦这个过程尤为重要。炼焦煤在隔绝空气的条件下，炉内加热至1000oC左右，是通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和其他炼焦化学产品的工艺过程[5]。冶金焦炭具有含碳量高，气孔率高，强度大的特点，是高炉炼铁的重要燃料和还原剂，也是整个高炉料柱的支撑剂和疏松剂。炼焦副产的焦炉煤气发热值高，是平炉和加热炉的优良气体燃料，在钢铁联合企业中是重要的能源组分。炼焦化学产品也是重要的化工原料。

炼焦是在炼焦炉内进行的，其主体部位应用耐火材料[6]。焦炉需要连续生产几十年，在它运行期间，炭化室要经过上万次的装煤出焦作业。焦炉的一般采用硅砖、粘土砖和高铝砖等。使用的耐火材料的耐火温度需在1580oC以上。

根据操作和工艺的要求，焦炉不同的的部位，由其承担的任务、所处的温度、承受的结构负荷和遭受的机械损伤以及介质侵蚀的条件各有不同。保护板和炉门框的作用是将保护性压力均匀合理地分布在砌体上，同时保护炉头砌体、保护板、炉门框和炉门刀边之间的密封。然而，上海宝钢三期大容积焦炉已运行十载，面对炭化室高温、开放式环境的炉门框和保护板之间镶嵌两道石棉绳，长久使用已严重老化，无法起到密封防煤气泄露作用，造成了大气污染物的大量排出，严重污染了周围的空气环境。

在国外，例如美国，通过淘汰效率较低的老旧设备，并采用喷煤技术提高煤炭的使用效率，很多钢铁企业关闭了炼焦炉，直接购买焦炭，极大地减少了能源的消耗[7]。德国政府部门为了钢铁行业的可持续发展，提出的了严密的计划方案，比如开发新的钢铁品种、生产高新性能的钢材[8]，还结合先进的自动化技术，加速对制造设备研究，达到缩短生产流程，回收污染物净化环境的目的。同处于亚洲的日本，虽然其能源较为匮乏，但对节能环保仍是相当重视。通过对主体设备的集约化，不断淘汰落后设备以实现节能，并积极利用含铁粉尘类固体废物[9]。