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作為新的鋼渣處理方法,研究開發了機械分離、高溫還原和殘渣的資源化工藝。
1)鋼渣中的鐵-渣分離
作為鋼渣中金屬鐵的機械分離法,對磁選法和密度分離法進行了調查,得出以下結論。
◆采用本次開發的多*脈動磁場法,磁吸物中的鐵回收率從原來的61%提高到98%;
◆對粒徑1-10mm的渣,用空氣搖床可回收90%以上的金屬鐵;
◆使用表觀密度小于3.0g/cm3的流化床,從粒徑10-30mm的渣中可回收90%以上的金屬鐵。
2)渣的高溫還原
調查了用回轉窯實現鋼渣中(feto)的碳還原,對1370℃、還原堿度2.0以上的渣,可以還原渣中92%的feto,明確了可以回收金屬鐵。
3)*渣的堿溶出
調查了采用殼聚糖的有機-無機復合涂層*鋼渣堿溶出,得出以下結論。
◆進行涂層處理,浸出試驗后的溶液ph值從12左右降低到9.6-10.8;
◆在假設戶外使用時紫外線等導致的涂層劣化的戶外暴露試驗中,沒有發現涂層劣化。
4)渣的鑄造
將1500℃熔融的高爐渣澆鑄到模具內,用緩冷將渣內溫度分布恒定,可以*龜裂,獲得致密且堅硬的材料。
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空氣搖床密度分離法的鐵分離能力
空氣搖床。裝置是由料斗、振動臺、氣流發生用鼓風機和控制器等構成。投入到料斗的試樣用振動給料機供給振動臺上。振動臺由位于臺下部的偏心器進行機械式往復直線振動,對臺面上的試樣施加擺動。在振動臺下面設置了噴射氣流用的縫隙,可從臺下面向上方產生氣流。試樣受到通過由振動臺面施加的擺動而被輸送到重物體側的力。同時,由于從臺面向上方的氣流而浮起,并受因重力影響滑落到傾斜的臺面的力。密度小的物體受氣流影響大,滑落到臺面,從輕物體回收側回收。密度大的基本不受氣流的影響,鍍金廢料回收工廠,通過臺面的振動從重物體回收側回收。從粒徑范圍1-10mm渣試樣的分離試驗結果可知,變化臺面的振動頻率,金屬鐵的回收率上升,用32hz以上的振動頻率,可保證回收率高于90%。
多*脈動磁場法的鐵分離能力
常規的轉鼓型磁選裝置和本次開發的多*脈動磁場法的示意。常規的磁選裝置,鍍金廢料回收哪里有,轉鼓內的磁鐵是固定設置。而本次開發的多*脈動磁場法,設置在轉鼓內的磁鐵,可以和轉鼓旋轉方向相反的方向旋轉。常規方法中,磁輥表面帶入的渣多,磁吸物的鐵回收率低。而新開發的多*脈動磁場法,由于轉鼓內的磁鐵旋轉,磁輥表面的磁場脈動,發現有去除帶入輥表面渣的效果。采用多*脈動磁場法時,磁吸物中的鐵回收率從常規方法的61%大幅度提高到98%。
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流化床密度分離法的鐵分離能力
流化床密度分離裝置。使用調節為適宜密度流化床,作為密度分離介質,輕物體上浮,重物體下沉,分別回收,進行密度分選。混合兩種密度不同的粉體,變化其混合比例,來調整流化床的密度。對使用粒徑范圍10-30mm試樣時的流化床密度與金屬鐵回收率的關系分析可知,隨著流化床密度的降低,金屬鐵回收率也降低,為了保證金屬鐵回收率大于90%,需要將流化床密度設定為小于3.0g/cm3。
在以往的研究中,將鋼渣高溫還原后,用磁選法分選出粒狀鐵、磁吸渣和非磁吸渣,還原溫度越高,渣中feto的還原率越高,作為粒狀鐵回收的比例也增加。此外,被還原的鐵分散在半熔融狀態的渣中,在機械攪拌下促進凝聚,增加了粒狀鐵的回收比例。本研究中,設想了工業規模的處理場景,作為可進行高溫處理和機械攪拌的設備,開發了用回轉窯的渣高溫還原技術。
試驗方法
小型回轉窯。爐芯管的內徑是1000mm,以0.5rpm速度旋轉爐芯管,用燃燒器火焰將爐芯管內壁均勻加熱到規定溫度。保持規定溫度1h以上后,裝入24kg渣試樣和10kg碳材。燃燒器火焰的燃料是lpg,使用空氣和純氧作為氧氣源。渣試樣是將煉鋼過程產生的預處理渣和轉爐渣分別預粉碎到3mm以下,混合為規定的渣堿度(cao/sio2)。裝入渣試樣后,在規定溫度保持45min后,熄滅燃燒器火焰,回收爐內的試樣。將回收試樣分離為粒狀鐵和渣,分別進行了化學分析。
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