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鉻鐵合金廠固體廢棄物跳汰回收處理效果

2023年06月20日 11:09:11      來(lái)源:鞏義市三久重工科技有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺(tái)      閱讀量:34

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  鉻主要應(yīng)用在冶金、化工和耐火材料生產(chǎn)工業(yè)中,其中大約76%的鉻應(yīng)用于冶三久重工業(yè)。目前已發(fā)現(xiàn)的50余種含鉻礦物中具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的只有鉻尖 晶石類(lèi)礦物。我國(guó)的鉻資源相當(dāng)貧乏,每年都需高成本大量進(jìn)口。近年來(lái)我國(guó)不銹鋼生產(chǎn)呈迅速增長(zhǎng)趨勢(shì),對(duì)鉻鐵的需求量也越來(lái)越大。同時(shí),鉻鐵合金冶煉企業(yè)所 面臨的環(huán)境壓力也日趨緊迫,尤其是鉻鐵合金廠固體廢棄物的排放,必須符合國(guó)家環(huán)保要求。

  通常,鉻鐵合金廠中固體廢棄物主要來(lái)源于高溫生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的爐渣和塵泥。高碳鉻鐵渣粘度大、熔點(diǎn)高,渣鐵無(wú)法分離。一般來(lái)說(shuō),每生產(chǎn)lt 高碳鉻鐵合金大約要產(chǎn)生1.1-1.2t廢渣;同時(shí)在鉻鐵合金埋弧爐冶煉過(guò)程中,由于元素的高溫蒸發(fā)、電極孔飛濺出的渣鐵和裝料過(guò)程中爐料細(xì)小顆粒隨尾氣 排出還會(huì)產(chǎn)生約25kg的煙塵或污泥。由于爐渣和塵泥中含有一定量的重金屬離子,如六價(jià)鉻、鋅等,對(duì)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重污染,國(guó)內(nèi)外環(huán)保法都規(guī)定這些廢棄物必 須經(jīng)過(guò)回收或無(wú)害化處理才能夠排放。尤其是六價(jià)鉻,由于其化合物在水中具有很高的溶解度,而且是一種致癌物質(zhì),不僅會(huì)嚴(yán)重危害人體健康,造成環(huán)境污染,還 可能破壞生態(tài)平衡。

  世界上很多國(guó)家對(duì)固體廢棄物中六價(jià)鉻含量的限制也相當(dāng)嚴(yán)格,以防止固體廢棄物中鹽類(lèi)或有害物質(zhì)浸出,造成土壤堿化和地下水污染。因此,回收利用鉻鐵合金廠固體廢棄物對(duì)資源利用和環(huán)境保護(hù)都具有重要意義。

  從外觀上看,高碳鉻鐵渣呈灰黑色,部分工廠產(chǎn)生的渣呈暗綠色和鐵銹紅色,其質(zhì)地堅(jiān)硬,抗壓強(qiáng)度在100-200MPa之間,破碎起來(lái)十分困難。 有研究表明,該渣經(jīng)水浸后易于粉碎,其堆密度約為1.2-1.7mg/cm³,密度為2.35kg/m³。鉻鐵合金煙塵一般分為粗煙塵和細(xì)煙塵兩類(lèi),由旋 風(fēng)除塵器收集的煙塵顆粒尺寸較大,呈黑色。而由布袋除塵器捕集的煙塵呈淺灰色,顆粒細(xì)小,極易凝聚成團(tuán)。鉻鐵合金細(xì)煙塵的平均粒度在0.7-13.2μm 之間,水分含量較低(約為1%),比表面積很大,當(dāng)其浸入水中時(shí)呈堿性。此外,由于細(xì)煙塵中含可溶性鹽類(lèi),遇水即部分溶解,這意味著堆放或填埋這些煙塵會(huì) 導(dǎo)致土壤堿化。和細(xì)煙塵相比,粗煙塵的平均粒度大約為80μm,水分含量更低,浸人水中時(shí)呈強(qiáng)堿性。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  鉻鐵合金渣包含的礦物相主要有鎂鋁尖晶石、鎂橄欖石、玻璃相、金屬珠、鈣鎂橄欖石和鉻尖晶石等。其中尖晶石相是鉻鐵合金渣中的主要礦相,其晶粒 尺寸一般從小于20μm到大約2000μm。鉻鐵合金渣中元素的浸出能力除鉀達(dá)到16%外,其它元素的可浸出率都較低,其中可浸出鉻、鎳和鋅分別占總鉻、 總鎳和總鋅的0.03%-1.7%、4.6%-6.4%和3.3%-5.9%。

  鉻鐵合金粗煙塵含有大量的鉻、硅、鐵、鋁、鎂和碳。而鉻鐵合金細(xì)煙塵則富含硅、鋅、鈉、鉀、鎂、硫和氯。與粗煙塵相比,其鉻、鐵和碳含量較低。 鉻鐵合金粗煙塵的主要物相是鉻尖晶石、石英、鈣長(zhǎng)石和非晶型碳質(zhì)材料,而細(xì)煙塵則主要與氯化鈉、氧化鋅等物質(zhì)的蒸發(fā)以及二氧化硅、氧化鎂等氧化物的高溫還 原緊密相關(guān)。在鉻鐵合金細(xì)煙塵中還發(fā)現(xiàn)了少量含結(jié)晶水的化合物,研究表明可浸出的六價(jià)鉻集中在鉻鐵合金細(xì)煙塵中,采用敞開(kāi)式埋弧爐冶煉,煙塵中六價(jià)鉻含量 高達(dá)7000ppm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了各國(guó)對(duì)六價(jià)鉻的含量限制。

  國(guó)內(nèi)外許多廠家和研究機(jī)構(gòu)都曾研究采用重選的方法來(lái)回收鉻鐵合金渣中的金屬,如南非iMinek、津巴布韋Zimasco鉻業(yè)有限公司、希臘 HelleniC鐵合金公司、印度Bamnilal鐵合金廠,國(guó)內(nèi)錦州鐵合金廠和上海鐵合金廠。在上世紀(jì)七十年代末期,南非研究機(jī)構(gòu)Mintek就開(kāi)始研 究從鉻鐵合金廢渣中回收合金。早期的研究證實(shí)采用磁選和跳汰選礦可以從破碎的廢渣中回收金屬產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)二十多年的研究,他們成功開(kāi)發(fā)出了從廢渣中回收合金 的工藝(ASF)。該工藝采用破碎、篩分等方法將廢渣分成+25mm、-25+6mm、-6+1mm和-1mm四種不同粒級(jí)。將其中的-25+6mm的顆 粒采用塊狀跳汰法來(lái)回收塊狀金屬,尾礦進(jìn)行研磨后再返回工藝中。顆粒尺寸大于25mm的渣塊需經(jīng)過(guò)研磨后返回。對(duì)于-6+1mm的顆粒則采用細(xì)粒跳汰來(lái)分 離小顆粒金屬。最后采用兩級(jí)螺旋溜槽來(lái)回收小于1mm的金屬顆粒。該工藝已在津巴布韋鉻鐵公司等六家公司實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。其金屬產(chǎn)品中僅含不到2%的渣, 可以用于直接銷(xiāo)售,且能回收超過(guò)96%的解離金屬。在希臘的鐵合金公司,采用分級(jí)跳汰的方法來(lái)分離出金屬產(chǎn)品。對(duì)于 -30+10mm的廢渣采用重介質(zhì)分離,-10+3mm的顆粒采用跳汰選礦,而小于3mm的顆粒則采用搖床來(lái)回收。2000年,印度Bamnilal鐵合 金廠也建立了處理鉻鐵合金渣的選礦廠。該廠采用跳汰分選和搖床來(lái)分離渣鐵得到合金。其工藝流程是將廢渣破碎、篩分成-10+1mm和-1mm兩個(gè)粒級(jí)的顆 粒。對(duì)于尺寸為-10+1mm大顆粒采用AM30跳汰機(jī)分選,而小于1mm的顆粒則用搖床處理。其產(chǎn)品主要是可用于直接銷(xiāo)售的鐵合金和尾礦。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  國(guó)內(nèi)上海鐵合金廠在試用強(qiáng)磁選、重液和跳汰選礦后,最終采用跳汰選礦來(lái)回收鉻精礦。但工藝的回收率僅達(dá)到70%左右,且不能回收小于3mm爐渣中的金屬顆粒。此外,錦州鐵合金廠也曾采用旁動(dòng)式雙斗隔膜跳汰機(jī)(LTP34) 來(lái)回收廢渣中的合金。工藝中需先將廢渣破碎、篩分到顆粒粒徑小于12mm后采用電磁振動(dòng)給料機(jī)送入跳汰機(jī)。在爐渣粒度小于12mm時(shí),床石層厚度 為+40-60mm以及加料速度為2.2-3.0t/h可以使渣中的合金回收率達(dá)到68.86%,回收的金屬產(chǎn)品中鉻含量也達(dá)到了61.48%,具有良好 的效果。

  我國(guó)的鉻資源貧乏,有效回收鉻鐵合金廠固體廢棄物可以產(chǎn)生良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)外處理鉻鐵合金廢渣的技術(shù)主要有兩類(lèi)方法:采用重 選、磁選等選礦方法回收金屬或鉻精礦,尾渣還可以用于生產(chǎn)水泥或鋪路;采用循環(huán)回收用作其他工藝的原料,如用于生產(chǎn)微晶玻璃、耐火材料以及作水泥摻合料和 鋪路。對(duì)于鉻鐵合金粗煙塵在造球后可以直接返回到埋弧爐,而細(xì)煙塵不宜直接回收,可以采用濕法冶三久重工藝回收鋅或采用固化/穩(wěn)定化工藝來(lái)生產(chǎn)水泥或粘土磚。

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