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钢灰生产锌焙砂
钢灰生产锌焙砂
什么是灰吹法
2019-03-05 09:04:34
灰吹法是一种陈旧的火法熔炼法。在古代,就用于从金、银矿石中加铅熔炼捕集金、银,再加硫与食盐从金银合金中别离银铅而炼得纯金和灰吹出产纯银。现代灰吹法首要用于富铅材料的氧化除铅及其他贱金属,产出金银合金再提纯。
我国灰吹法的最早记载始于东汉孤刚子《出金矿图录》,称为“灰坯法”。
一、“出(废吹)金矿法”。
“用三斤炼锡(黑锡即铅)著熟铁锅中熔,使赤沸。即纳金矿,碎者一斤,合相得。掠去糖屎(浮渣)、泻出(金铅合金)别炼。……以土墼(坯)垒作方炉,其间安炼灰(细粉粒筑炉料)作坯模(炉床),以金锡(金铅合金)著灰坯中。上安铁镣(条)上,布刚炭火于炉上。于炉前开一小孔,候之顷刻,锡(铅)与金(中)杂物相利取(反响),其(所产)金状似银。即以熟雌黄和好酒,铜器中煮之,(硫化)之,还复(金)赋性(色)。若不彻好者,即打薄(成铤),……以胡同律(胡杨树脂)、黄矾石(硫酸铁矿)、盐等分和醋熟为泥,涂(裹)金锡(铅)铤上,用牛粪火四周垒之于(金)锡(铅)铤上,用牛屎火四周食(吸收)锡(氧化铅)尽,唯有金在。取著熟铜铛中,以黄矾石和盐煮之半日许,出熔作(铸)铤。(加)错鑢屑(铁屑)食(造渣)炼,用药(熔剂)分量一同上(砂金、脉金熔炼)法也。”
灰吹法在我国使用后,古希腊人普利尼(Pliny)约在公元60年(东汉永平3年)提出了一种辨别黄金真伪的“渗灰法”。该法是将黄金一份加盐二份、黄矾石(Misy)三份放入泥坩埚中,再用两份盐加一份片岩(Schiste)粉混合掩盖在上面,置于炭火上熔炼。若是金(或低成色金)埚底会堆积纯金。若是伪金则不会有金。尔后,“渗灰法”在占希腊运用了数百年。
二、“出(灰吹)银矿法”。
“有银若好白,即以白矾石、硇末火烧出之。若未好白,即恶(残次)银一斤和熟锡(铅)一斤,又灰滤(吹)之为上白银。”
灰吹在“火屋中以土墼(坯)作土槽,高三尺,长短任人,其间作模(炉床)。皆得,坯(炉)中(装)细炼灰(筑炉料)使满,其间以水和柔使熟,不湿不千用之。小抑(轻捣)灰使实。以刀镀(铲)作坯(浅池)形,灰上薄布盐末。当坯内(装)矿(银铅合金),各以黄土炼(末)覆上,装炭使讫,还以墼(坯)盖,炉受骗(顶)坯上各开一孔,使大(火)气通出,周泥之。坯(炉)前各异开一孔(察)看,不时瞻候,以铁钩钩断糖屎(干渣),使出。顷刻火彻,锡矿(氧化铅激烈氧化液面)沸动旋回,(被灰盘吸附)与银别离,锡(铅)尽,银不复动,紫绿白艳(彩虹样焰)起。艳(焰)起(去)以杖击。(枝头扎)少数布水湿沾之,其银得(迂)冷即(沾)起(如)龙头,以铁匙按(接)取,名曰龙头白银。”
现代灰吹法用的富铅材料,首要来自铅阳极泥火法熔炼产出的富含铅的合金、嵌锌壳经熔析、蒸锌后的富铅以及其他材料火法熔炼产出的富含铅中间产品,因为这些材料的组分首要是铅和银以及少数金,其他贱金属杂质中又以低电位易氧比的金属为主,选用灰吹法比其他火法熔炼法氧化速度更快。以此类推,若选用灰吹法处理含有很多锌、铅、铁等的合金材料,以富集或收回高电位难氧化的铜、铋等金属,只需温度和氧化结尾操控恰当,效果也是很好的。但在一般情况下,灰吹法只用来从富铅材料中富集和收回金银合金,用于作业的熔炼炉也称为灰吹炉。
富铅的灰吹是鉴于铅对氧的亲和力大大超越银及其他杂质金属。富铅熔化后,向铅液面上吹入很多空气,铅即敏捷氧化成氧化铅。灰吹作业在略高于氧化铅熔点(888℃)的温度下进行,生成的氧化铅呈密度小,流动性好的渣连续自流渣口排出,贵金属则富集于熔池内而得以别离。
在灰吹进程中,虽首要靠鼓入的空气来氧化铅,但铅的高价氧化物的分化也起到必定效果。如PbO2和Pb3O4在炉温900℃时会分化生成PbO并放出活性氧,来加快铅的氧化。
在灰吹时,部分砷和锑以三氧化物蒸发除掉,另一部分则以亚盐、亚锑酸盐或许碑酸盐、锑酸盐方式转入渣中,随氧化铅排出。锌约有25%生成氧化锌蒸发除掉,75%被氧化造渣。
在灰吹时,因为铜对氧的亲和力比铅小,所以氧化速度很慢,直到灰吹作业后期才被氧化进入渣中。铜在氧化进程中首要与PbO发作下列可逆反响逐步生成氧化亚铜进入渣中而被除掉。
PbO+2Cu Pb+Cu2O
进程中,Cu2O与PbO可组成含68%PhO的低熔点(689℃)共晶。故出产实践中,含铜的富铅一般在较低的温度下进行灰吹,且灰吹的速度常比不含铜的富铅快,这可能是因为熔池中生成的Cu2O的反响原因。
铋能与银构成含97.5%铋的低熔点(262℃)共晶,也可和银组成含5%铋的固熔体,故灰吹进程中铋一向与银共聚于铅液中,直到灰吹晚期,才被氧化生成三氧化铋进入渣中。因而,灰吹含铋高的富铅需求延伸作业时刻。
虽然进入银锌壳中的碲小多,但因为碲和银与金的亲和力很大,所以在灰吹进程中不易氧化。为了除掉碲,一般在除铋后往熔池中参加不含碲的铅,使碲的浓度下降后再持续灰吹。经两次加净铅灰吹后,可使约三分之一的碲氧化蒸发,三分之二的碲氧化进入渣中,剩余的微量碲则留于银中。
银在灰吹进程中首要富集于铅液中。但灰吹时常常因为含银的铅粒会混入渣中,且PbO液也能溶解少数的银(据科尔梅伊尔的研讨,PbO中可溶解3%~6%的银)和氧化亚银(氧化亚银不安稳,在150℃时即彻底离解。但它与PbO组成合金时则变得恰当安稳),而下降银的收回率。
金在灰吹进程中不氧化而逐步富集于银中。一般,灰吹渣中含金仅为痕量,是属机械混入。
灰吹炉有德国式和英国式之分。前者适于灰吹用结晶法产出的富铅,后者适于灰吹加锌除银的富铅。因为结晶法在大多数炼铅厂早已抛弃不必,故除德国的某些铅厂外,现代灰吹炉一般均用英式灰吹炉。
英式灰吹炉的结构如图1。该炉为一只烧重油的小型长方形反射炉,炉壁、炉顶、底基及烟道都是固定的,而炉床(灰吹盘)则是可移动的,损坏后的灰吹盘能够替换,这使操作更为简洁,出产成本也低。炉顶和炉壁一般用耐火砖(也有用高铝砖)砌成。灰吹盘为长方形,用加工和磨平的镁砖在可移动车架的钢板上砌成凹槽,再用镁砂掺耐火料加水玻璃捣实,或用水泥掺耐火料制成炉盘铲削呈浅盘状。熔池深度为100~200mm,面积大小视每批灰吹富铅多少而定。炉床侧壁和流渣口设有冷却水套(小型灰吹炉一般没有)。装入灰吹盘后,用泥将一切接口关闭,只在侧壁一面留重油喷嘴孔,在与之相对的侧壁上留几只插风管的小孔(小型炉子只留一孔)。风管供入的高压空气除氧化铅等外,还将氧化产出的炉渣吹往灰吹盘前端,使炉渣从水套上的流渣口连续流出。为削减渣口的损坏,大型炉开几只流渣口替换运用。烟气经烟遭和冷却系统进入收尘器。图1 灰吹炉示意图
1-炉壁;2-炉顶;3-炉床(灰吹盘);4-空气进口;5-地下烟道
替换新灰吹盘后,先用小火烘烤4~6h再升温至炉壁发红,然后自炉口连续参加富铅锭。至富铅液充溢灰吹盘,并撇出浮渣后升温至900℃或更高,刺进风管,供入1.47~1.96kPa(150~200mmH2O)的高压空气斜吹富铅液面。此刻,铅被氧化生成PbO浮起,并被风吹往灰吹盘前端。比及熔池液面被PbO掩盖一多半今后,凿开用黄泥堵住的流渣小沟,氧化铅即连续排至炉前的渣车内。跟着铅的氧化排出,熔池液面会逐步下降,应当令增加富铅于灰吹盘的斜坡上,使其缓慢熔化弥补入灰吹盘内,以坚持恰当的液面,并使熔池液面的一半为PbO渣所掩盖。在大型设有完善收尘设备的炉中,应坚持灰吹温度在1100~l200℃,小型炉则坚持900~1000℃,以加快铅的氧化。当连续加完几批富铅后中止加料,持续吹风氧化至熔池内简直全为金银合金时,可撒入少数硝石以加快铜等杂质的氧化。最终再均匀撒入一薄层骨粉(或于燥的水泥),将剩余的渣吸附洁净后扒出。除完渣后,尚有一层氧化铅薄膜掩盖在金银合金熔体的表面,因为激烈的氧化效果,使此膜呈现与虹类似的颜色。跟着氧化铅膜的蒸发,“彩虹”很快消失,合金表面呈现光辉灿烂的景像,俗称“银的亮光”。此刻,往液而加一层木炭掩盖,让其在复原气氛中,约于1000℃炉温下静置半小时,以除掉银液中所吸收的很多氧,然后浇铸于预先加热的锭模中,产出含96%~98%的金银合金锭,或许铸成金银合金阳极板送电解提纯。每炉灰吹作业的时刻,决定于炉床的容量、富铅的含银档次和灰吹速度。炉床的出产能力与富铅组分及操作有关。在一般蒹件下,1m2灰吹盘24h可氧化1t左右的铅。灰吹进程约丢失0.5%银,但灰吹低银富铅时可达1%。因为约有3%~5%的铅进入烟气中,故应进行烟气收尘,以下降银、铅的丢失和保护环境免受污染。
灰吹低银或高铋富铅作业,一般分两段进行。榜首段将其灰吹至含50%~70%银后铸锭,再参加另一小型炉子内进行第二段灰吹,直至产出金、银总量达99.5%的合金锭,或铸成金银合金阳极板送电解提纯。第二段的灰吹渣含银、铋较高,应与榜首段灰吹渣分隔,从中收回银、铋。有些工厂对一切富铅都选用两段灰吹,是因为:(1)削减银和铅的蒸发丢失;(2)不致因熔融金属液面的不断下降而需求挖深渣沟,损坏灰吹盘;(3)使某些金属集中于后期渣中,以便于收回。
图2为南非现在广为使用的英式灰吹炉。此炉的炉体也是固定的,灰吹盘也是可替换的。灰吹盘呈椭圆形,由镁砂捣制成,它的表面大部分为一凹坑熔池供氧化灰吹用,小部分略呈浅盘状中间开一沟,已生成的氧化铅及杂质借吹风管的风吹向前端,并从沟中流入沟端的暗孔中排出至模内。炉壁内侧,以油嘴进口和烟道出口两处向炉内呈喇叭形,以利于炉内遍地温度均匀。炉前留一查看操作孔,炉后开一风管刺进孔,后侧开一富铅锭加料槽。操作方法与图1的灰吹炉大体相同。此种炉子在1100℃灰吹,每炉可产含金银90%~99%的合金150~300kg。经用长柄勺舀出注入阳极板模中,送电解提银后再提纯金。图2 南非现用的灰吹炉(单位:mm)
锌焙砂在稀酸中的溶解
2019-02-21 15:27:24
氧化物的酸、碱浸出许多遵守缩短中心模型,一个典型的实例是锌焙砂在稀酸中的溶解。它依据每种参加溶解进程的化学物质的离子扩散系数及离子搬迁率,使用方程式(1)和式(2)进行核算。核算假定溶解速率由传质操控,因此所用的核算进程只能用于不触及化学反响的状况。
(1)
(2)
求解方程(1)和式(2)需求几个边界条件,它们规则了模型中各参数的值,并将各物质的通量经过浸出反响的计量联系相关起来。
关于硫酸浸出体系,核算所用的数据包含H+,HSO4-,SO42-及Zn2+的离子扩散系数和离子搬迁率,下列平衡的平衡常数与活度系数稀酸浸出氧化锌的数学模型核算中所用的传质数据列于下表。物质等效离子电导
Λi0∕(Ω-1·cm2·equ-1)离子扩散系数
D∕(cm2·s-1)离子搬迁率
u∕(cm2·V-1·s-1)H+348.99.3×10-53.6×10-3Zn2+53.87.2×10-65.6×10-4SO42-79.01.0×10-5-8.2×10-4HSO4-100.002.7×10-5-1.6×10-3
几个边界条件为
在固液界面即r=rt时, Ci=Cis (3)
因为浸出进程最慢的过程是经过边界层的传质,能够假定在界面上到达化学平衡,然后得到下列边界条件
(4)
(5)
(6)
式中, 、 、 别离表明反响(a)、(b)(c)的平衡常数;Qa、Qb、Qc别离为用浓度表明时反响(a)、(b)、(c)的平衡常数;γi是物质i的活度系数。
在溶液体相即r=∞, E=0 (7)
Ci=Cib (8)
体相浓度用质量平衡和体相的化学平衡求算
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
式中,[H2SO4]与[ZnSO4]是t时刻硫酸和硫酸锌的净浓度。
计量联系 (14)
硫酸根通量 (15)
数学模型由对每种物质组成的写出的方程式(2),方程式(1)和上面导出的边界条件组成。一旦知道了各物质的通量,就可核算ZnO的溶解速率。
假如半径rt的球形粒子含有Nmol的ZnO,则
(16)
式中,Mw为ZnO的分子量。
因为稳态下边界层内没有物质堆集,一切溶解的锌都必须传递到溶液体相中去。因此,反响速率能够与锌和酸经过边界层传质的速率相关如下
(17)
式中JZn-流离表面的锌的净通量;
JH-流向表面的酸的净通量。
由式(16)和式(17)得出
(18)
方程式(18)用有穷区间法数值积分得到rt对时刻的函数。关于单尺度粒子,rt与反响分数α的联系为
(19)
即为式(20)的缩短粒子模型,r0为固体粒子的初始半径。
(20)
粒子尺度散布的景象可作相似处理,m个初始半径r0k的单尺度分数每个组成总质量的分数wk。浸出的程度分粒级核算
(21)
总的浸出率由下式断定
(22)
为了查验模型及核算的正确性,需求研讨硫化锌精矿的焙砂在硫酸、高氯酸、硝酸和等4种酸中溶解的速率。选定的拌和条件使一切的固体粒子都悬浮且溶解速率与拌和速率无关。在高氯酸及硝酸溶液中试验曲线与模型核算得到的猜测曲线符合杰出,而在硫酸溶液中在浸出率80%曾经符合尚可,这以后的溶解曲线符合不抱负的原因是因为固体粒子的溶解并非如假定的那样均匀并始终保持球形,实际上发现部分浸出的焙砂粒子有大而深的孔。简化的模型没有考虑锌的氯合物的构成合氯离子的吸附,因此不能用来猜测浸出焙砂的溶解速率。而用新近树立的未考虑电搬迁对传质的奉献的模型即便关于0.1mol∕L高氯酸浸出的动力学也严峻违背,反映了电搬迁在传质中不行忽视的效果。
载金炭灰的概念
2019-02-14 10:39:59
在含有溶解金的低档次废液矿浆中,含有可溶性金的废渣(如土化矿渣)中,在选用作抑制剂的含金多金属别离的浮选矿浆中,因含金档次低,用活性炭经济上不合算,可用煤焦炭吸附金,然后将吸附金的焦炭燃烧,得到的炭灰叫载金炭灰。
螺纹钢的生产工艺
2018-01-05 11:17:19
螺纹钢是由小型轧机出产的,小型轧机的首要类型分为:接连式、半接连式和横列式。现在世界上新建和在用的以全接连式小型轧机居多。当今盛行的钢筋轧机有通用的高速轧制的钢筋轧机和4切分的高产量的钢筋轧机。接连小型轧机所用坯料一般是连铸小方坯,其边长一般为130~160mm,长度一般在6~12米左右,坯料单重1.5~3吨。轧制线多为平-立替换安置,完成全线无扭转轧制。依据不同坯料标准和制品尺度有18、20、22、24架的小型轧机,18架为干流。现在,棒材轧制多选用步进式加热炉、高压水除鳞、低温轧制、无头轧制等新工艺,粗轧、中轧向习惯大坯料及前进轧制精度方向开展,精轧机首要是前进精度和速度(最高18m/s)。产品标准一般为ф10-40mm,也有ф6-32mm或ф12-50mm的。出产的钢种为市场很多需求的低中高碳钢、低合金钢;最高轧制速度为18m/s。其出产工艺流程如下:步进式加热炉 →粗轧机 →中轧机 →精轧机 →水冷设备 →冷床 →冷剪 →主动计数设备 →打捆机 →卸料台架
超低碳洁净钢生产技术
2019-01-07 17:38:34
二次精炼过程前后,钢水二次氧化致使洁净钢生产出现问题。钢包和中间包中的渣或耐火材料中所含的氧化亚铁、氧化锰、二氧化硅将氧化钢水中的铝或钛。致使钢水再氧化的氧源主要是渣中的氧化亚铁、氧化锰、二氧化硅和大气中的氧。诸多学者研究了不同成分的渣对铝的再氧化现象。
超低碳洁净钢生产中,为了减少转炉渣中氧化亚铁含量,提高钢水结净度,普遍做法是在转炉出钢过程中添加钢渣脱氧剂。然而,在出钢过程中添加钢渣脱氧剂也将导致一系列操作问题,例如回磷问题,真空循环脱气工艺(RH工艺)中自由氧含量不足问题。对于回磷问题,可采用双渣操作予以解决。如果钢水中的自由氧含量不足或温度控制不精确,在RH工艺中则需要向钢水中吹氧,而吹氧将会恶化钢水的洁净度。在RH工艺中,为了尽可能少的向钢水中吹氧,采取了下列措施:设立转炉铁水的终点温度及自由氧含量的标准,在RH工艺中控制钢水在吹气站的温度和自由氧含量。在本次实验中,部分钢渣脱氧剂在钢水进入吹气站吹气后再加入,另一部分则在RH工艺脱碳后再加入,以期减少钢渣中铁含量。
一、转炉内回磷控制
减少操作变量对于稳定超低碳钢质量至关重要,为此,在转炉环节采用了诸如双渣操作的工艺。浦项光阳厂超低碳钢的生产工艺如下:转炉出钢后,钢水送入吹气站;针对当前钢水温度、到达RH工艺的时间,通过向钢水添加冷却剂或吹气的方式调节钢水温度;部分钢渣脱氧剂在吹气后加入,另外一部分钢渣脱氧剂则在RH中脱碳后加入。
对于转炉双渣操作,其工艺流程如下:在首次吹氧前,加入诸如生石灰、铁矿石、可回收转炉渣之类的熔剂。矿石的加入量主要取决于钢水中硅含量和钢水温度。熔渣溢出时停止吹氧。首次吹氧后倾斜转炉,进行扒渣直到有钢水溢出。扒渣结束后进行第二次吹氧。
经实验证实,首次吹氧后钢水中磷含量与吹氧量间的关系为:吹氧量增加,钢水中磷含量降低。碱度主要取决于钢水中硅含量和氧化钙的添加量,实验证实了首次吹氧后,碱度增加,钢水中磷含量减低。实验亦证实,钢水中磷含量与渣中全铁含量的关系为:第二次吹氧后,钢中磷含量在0.006%~0.015%之间,这样使得转炉出钢后进行钢渣脱氧可行;相反,当渣中全铁含量较低时,磷含量将超过0.015%,钢渣则不能进行脱氧。
为了配合双渣操作、减少操作变量,特别是在转炉炉役后期,需要结合生产成本设立适宜的转炉炉龄。实验证实了吹炼终点钢水中氧含量与转炉炉龄间的关系为:在转炉炉役末期,氧含量急剧增加。这是由于在炉役末期熔池高径比变小,转炉混合特性变差所致。转炉炉龄控制在5500~6000炉时,能够减少钢水在吹炼终点时的差异。
二、吹气站钢渣脱氧操作和真空循环脱气工艺
当前实验过程中,钢渣的脱氧是在吹气站和RH内完成。改进后的钢渣脱氧工艺与传统的钢渣脱氧工艺相比,有如下特点:在吹气站,传统的钢渣脱氧操作需要氧化钙1000kg(转炉内)、氧化剂400~600kg,而改进后需要氧化钙800kg(转炉内)、氧化剂400~800kg;在RH中,传统的钢渣脱氧操作需要钢渣脱氧剂1~150kg,而改进后需要脱氧剂0~250kg、罐装铝屑0~250kg。在吹气站,钢包到达后首先测量钢水的温度,然后根据钢水到达时的温度、RH工艺需要的钢水温度和RH工艺开始的时间,决定吹气时间和冷却剂添加量。在吹气过程中,氧化钙在出钢时加入,以利于与钢水之间的反应,形成均匀的熔渣。尽管如此,氧化钙与熔渣仍不能混合均匀,需要在氧化钙加入后再吹炼至少30s以促其均匀。吹气结束后再添加钢渣脱氧剂。脱氧剂的成分为:氧化钙含量20%~30%(质量分数),氧化硅含量10%,三氧化二铝含量5%,全铝含量30%~40%,全铁含量2%。脱氧剂直径在5~30mm左右。
经RH处理后,钢水中加入罐装铝屑和脱氧剂以提高钢渣脱氧效果。罐装铝屑和脱氧剂的添加量主要取决于钢水到达RH时钢渣中全铁的含量。罐装铝屑的脱氧效果比铝粒的脱氧效果要好,因为罐装铝屑更轻,不会渗透到钢水里。
钢种A和钢种B的钛含量相同,但在吹气站和RH中采用了钢渣脱氧,报废率减少了80%。当然,报废率指数亦受到钢种成分的影响,比如钛。
实验证实,每增加100kg的钢渣脱氧剂,渣中的全铁含量降低1.6%。在RH处理过程中全铁含量有所增加,但在RH工艺中钢渣进行脱氧后至浇注终点这段时间内,全铁含量是降低的。对于钢渣中的三氧化二铝,自RH工艺至浇注终点,其含量有上升的趋势。这表明,当钢渣中的全铁含量高于某一定值时,钢渣将会被再氧化,三氧化二铝含量上升。
为了研究钢水被钢包内的熔渣再氧化现象,钢包在经过RH处理后,静置50min,然后对钢包内的渣和钢水取样实验。实验中,钢渣中的全铁在到达RH时其含量为3.78%,经过RH处理后,再加入200kg的钢渣脱氧剂,实验结果显示,钢渣中溶解的铝含量并没有显著增加,这表明全铁含量相对较低时,钢渣对钢水的氧化作用并不明显。
在RH工艺处理20min后,钢渣中的全铁含量维持在2.0%,基本不发生变化,但在RH处理的起始阶段,由于卷渣致使渣中全铁含量有少许增加。
三、合金元素对钢材质量的影响
超低碳钢生产过程中广泛使用了钛元素,对不同牌号(牌号A和牌号B)的海绵钛中的全铁含量进行了测试。牌号A中包含烧结状的铁和海绵状的铁,其铁含量分别为390ppm和450ppm,牌号B的海绵钛中全铁含量为100ppm。通常在RH处理的最后阶段加钛,因此钛的加入将影响到钢液质量。实验证实,牌号A中的钛比牌号B中的钛导致更高的水口堵塞指数,相应地,牌号A夹杂物引起的废品率也高于牌号B。为了降低添加合金导致的质量问题,应适当检测合金的质量。
四、结论
为了满足高质量超低碳钢需求,研发了转炉双渣操作,考虑吹炼终点钢水磷含量能够进一步优化双渣操作,进而可提高钢渣脱氧效果和生产率。为了减少操作变量,配合双渣操作,结合生产成本和操作变量,建议合适的转炉炉龄为5500~6000炉。
在吹气站和RH工艺处理过程中进行钢渣脱氧能够减少钢水氧化现象。在吹气站,钢渣脱氧需要考虑渣中较低的全铁含量,并使渣中留有合适的自由氧,避免在RH降碳操作中由于自由氧不足而再次吹氧。在RH处理后进行钢渣脱氧后,再添加钢渣脱氧剂和铝罐粉能够降低渣中全铁含量。
铁合金或钢水添加剂中的钛含量同样影响超低碳钢质量。如果海绵钛合金中含有较高的自由氧,对于某些特定的钢种将出现较高的水口堵塞率和废品率。
中国齿轮钢、轴承钢、弹簧钢生产现状及未来发展方向
2018-11-30 11:47:46
1 齿轮钢现状和发展方向 齿轮在工作时,长期受到变载荷的冲击力、接触应力、脉动弯曲应力及摩擦力等多种应力的作用,还受到加工精度、装配精度、外来硬质点的研磨等多种因素的影响,是极易损坏的零件,因此要求齿轮钢具有较高的强韧性、疲劳强度和耐磨性。为了生产出优质齿轮钢,一方面要求钢厂为用户提供淬透性稳定且适应用户工艺要求的齿轮钢产品,另一方面齿轮厂也要优化现有工艺,引进新工艺来提高齿轮的质量。 与日本、德国、美国生产的齿轮钢相比,中国齿轮钢存在的差距主要是:钢的牌号未形成系列化,产品标准落后;钢的淬透性带较宽,国外钢的淬透性带已经达到4HRC,而中国在6-8HRC左右,并且不够稳定;钢的纯净度较低,从日本、德国、奥地利等国进口的齿轮钢,其氧含量波动在(7-18)×10-6,中国在(15-25)×10-6左右,并且非金属夹杂物弥散程度不够,分布不均,大颗粒夹杂物较多;晶粒度要求不同,中国齿轮钢晶粒度级别一般要求5-8级,而日本特别强调渗碳齿轮钢的晶粒度应不粗于6级;日本开发了低硅抗晶界氧化渗碳钢系列,可使晶界氧化层降低到≤5μm,而SCM420H等Cr-Mo钢为15-20μm;平均使用寿命短,单位产品能耗大,劳动生产率低。此外,在轧制过程中如何保证疏松等低倍缺陷在很小且芯部范围内,也是中国未曾研究的领域,因为低倍组织缺陷会对零件后续加工以及热处理变形带来很多不利影响。 目前,中国汽车用齿轮钢的主体钢种仍是20CrMnTi,该钢种通常采用气体渗碳工艺,由于渗碳气氛中氧化性气体的存在,导致渗层中对氧亲和力较大的元素Si、Mn、Cr在晶界处发生氧化,形成晶界氧化层。晶界氧化层的发生会导致渗层Si、Mn、Cr等合金元素固溶量下降,降低渗层的淬透性,从而降低渗层的硬度并导致非马氏体组织的产生,进而显著降低齿轮的疲劳性能。为解决这一问题可以采用两种手段:1)采用特殊的热处理工艺。真空渗碳可降低渗碳气氛中的氧势,从而可以较为有效地减小渗碳层晶界氧化的发生程度;稀土渗碳工艺也可以降低晶界氧化程度,由于稀土优先在工件表面富集并择优沿钢的晶界扩散,而且与氧的亲合力远比Si、Mn、Cr高得多,它将优先与氧结合,阻碍氧原子继续向内扩散,从而有助于减轻非马氏体组织的产生。2)通过合金设计,开发抗晶界氧化的齿轮钢。Ni、Mo具有很强的抗氧化能,Cr元素次之,Mn抗氧化能力弱,而Si的抗氧化能力最弱(Si氧化倾向是Cr、Mn的10倍)。因此为减小晶界氧化并保证淬透性,在齿轮钢成分设计时,应适当降低易氧化元素的含量,特别是Si的含量,相应地提高难氧化元素Ni、Mo的含量。据报道,将Si、Mn、Cr分别控制在0.05%、0.35%、0.01%可以完全抑制表面组织异常,而且即使在1000℃也很少有晶界氧化的发生。 为满足汽车行业高性能以及轻量化的发展要求,未来应重点开发:淬透性带窄的齿轮钢、超低氧渗碳钢、低晶界氧化层渗碳钢、超细晶粒渗碳钢、提高高温硬度和高温抗软化渗碳钢、易切削齿轮钢、冷锻齿轮用钢等。 2 轴承钢现状和发展方向 轴承广泛应用于矿山机械、精密机床、冶金设备、重型装备与高档轿车等重大装备领域和风力发电、高铁动车及航空航天等新兴产业领域。中国生产的轴承主要为中低端轴承和小中型轴承,表现为低端过剩和高端缺乏。与国外相比,在高端轴承和大型轴承方面存在较大差距。中国高速铁路客车专用配套轮对轴承全部需要从国外进口。在航空航天、高速铁路、高档轿车及其他工业领域用的关键轴承上,中国轴承在使用寿命、可靠性、Dn值与承载能力等方面与先进水平存在较大差距。例如,国外汽车变速箱轴承的使用寿命最低50万公里,而国内同类轴承寿命约10万公里,且可靠性、稳定性差。 航空方面 作为航空发动机的关键基础零部件,国外正在研发推力比为15-20的第2代航空发动机轴承,准备在2020年前后装配到第5代战机中。近10年来,美国研发了第2代航空发动机用轴承钢,其代表性钢种为耐500℃的高强耐蚀轴承钢CSS-42L和耐350℃高氮不锈轴承钢X30(Cronidur30),中国则在进行第2代航空发动机用轴承的研发。 汽车方面 对于汽车轮毂轴承,中国目前广泛应用的是第1代和第2代轮毂轴承(球轴承),而欧洲已广泛采用第3代轮毂轴承。第3代轮毂轴承的主要优点是可靠、有效载荷间距短、易安装、无需调整、结构紧凑等。目前,中国引进车型大多采用这种轻量化和一体化结构轮毂轴承。 铁路车辆方面 目前,中国铁路重载列车用轴承采用国产电渣重熔G20CrNi2MoA渗碳钢制造,而国外已经将超高纯轴承钢(EP钢)的真空脱气冶炼技术、夹杂物均匀化技术(IQ钢)、超长寿命钢技术(TF钢)、细质化热处理技术、表面超硬化处理技术和先进的密封润滑技术等应用到轴承的生产和制造,从而大幅度提升了轴承的寿命与可靠性。中国电渣轴承钢不仅质量低,而且成本比真空脱气钢高出2000-3000元/吨,未来中国需要开发超高纯、细质化、均匀化与质量稳定的真空脱气轴承钢取代目前采用的电渣轴承钢。 风电能源方面 对于风电轴承,目前中国还无法生产技术含量较高的主轴轴承和增速器轴承,基本依靠进口,3MW以上风电机组配套轴承的国产化问题还没有解决。国外为了提高风电轴承的强度、韧性和使用寿命,采用了新型特殊热处理钢SHX(40CrSiMo),对于偏航和变浆轴承,通过表面感应淬火热处理控制淬硬层深度、表面硬度、软带宽度和表面裂纹;对于增速器轴承和主轴轴承采用碳氮共渗,使零件表面得到较多稳定残余奥氏体体积分数(30%-35%)和大量细小碳化物、碳氮化物,提高了轴承在污染润滑工况下的使用寿命。 为提高轧机轴承的使用寿命以及运转精度,未来需要进行轧机用GCr15SiMn和G20Cr2Ni4等轴承钢的超高纯真空脱气冶炼和轴承表层大奥氏体量控制热处理等技术的研发。日本NSK与NTN轴承公司分别开发了表面奥氏体强化技术,即通过增加表层奥氏体含量,开发出了TF轴承和WTF轴承,从而将轴承的寿命提高了6-10倍。 未来中国轴承钢的研发方向主要体现在四个方面: 一是经济洁净度:在考虑经济性的前提下,进一步提高钢的洁净度,降低钢中的氧和钛含量,达到轴承钢中的氧与钛的质量分数分别小于6×10-6和15×10-6的水平,减小钢中夹杂物的含量与尺寸,提高分布均匀性。 二是组织细化与均匀化:通过合金化设计与控轧控冷工艺的应用,进一步提高夹杂物与碳化物的均匀性,降低和消除网状和带状碳化物,降低平均尺寸与最大颗粒尺寸,达到碳化物的平均尺寸小于1μ m的目标;进一步提高基体组织的晶粒度,使轴承钢的晶粒尺寸进一步细化。 三是减少低倍组织缺陷:进一步降低轴承钢中的中心疏松、中心缩孔与中心成分偏析,提高低倍组织的均匀性。 四是轴承钢的高韧性化:通过新型合金化、热轧工艺优化与热处理工艺研究,提高轴承钢的韧性。3 弹簧钢现状和发展方向 弹簧钢主要用于汽车、发动机制造业以及铁路行业。目前,中国弹簧钢产品存在的问题是,中低端产品过剩,高端及特殊品种缺乏;中国弹簧钢在纯净度、抗疲劳性、表面质量以及质量稳定性等方面与国外存在较大差距,无法满足高档乘用车悬架簧、气门弹簧、铁路及重载货车专用弹簧等对弹簧钢性能的要求。中国高档次及深加工弹簧钢仍然依赖进口。进口品种主要为轿车用弹簧钢、铁道用弹簧圆钢、油泵阀门弹簧钢丝等。 虽然降低钢中氧及夹杂物含量是获得纯净钢的一种途径,但是要想得到零夹杂的弹簧钢比较困难,为此有研究者提出了氧化物冶金技术,这是一种有效的晶粒细化的方法,是实现钢铁材料强度与韧性成倍提高的最有效方法。它利用钢中细小弥散的高熔点非金属夹杂物,主要是氧化物、硫化物以及氮化物,作为晶内铁素体的形核核心,从而起到细化晶粒的作用。国内外已经对Ti、Zr氧化物体系做了系统的研究,认为含钛氧化物是最理想的。在奥氏体晶粒内钛的氧化物质点成为针状铁素体有效形核地点,促进晶内铁素体形成。但是,由于钢种成分的限制,钛氧化物冶金的推广受到了限制。最近几年开始对稀土元素进行研究,可以利用稀土元素的强脱氧脱硫能力及产物熔点高的特点来研究稀土氧化物对钢材性能的影响。 汽车行业对悬簧强度的要求越来越高,设计应力提高到1100-1200MPa,为此日本开发出添加合金来提高强度和提高耐腐蚀疲劳强度的钢材。中国弹簧钢无法满足高档乘用车悬架簧用钢性能需求,强度1200MPa及以上悬架弹簧产品用弹簧钢全部依赖进口。然而,近年来,为规避资源风险、降低成本和实现原材料的全球化供给,强烈要求使用标准钢(SAE9254)维持高强度,而且强烈要求提高钢的韧性,因此越来越多地采用喷丸硬化处理取代处理费用高的表面硬化热处理。喷丸硬化处理将压缩残余应力作用于表面,可提高抗疲劳强度,减小表面缺陷的影响程度,因此近年来将它视为表面处理不可或缺的技术。随着表面强化技术的发展,悬簧的设计应力也达到了1200MPa级。预计今后对高强度悬簧用钢的强度、韧性和耐腐蚀性及耐用性的要求将越来越高。未来,随着汽车轻量化,发展高强度、优良抗弹减性能和抗疲劳性能的汽车悬架用弹簧钢是提高中国高端装备零部件自主配套能力、有效替代进口的必然趋势。所有弹簧产品中,气门弹簧对材料要求最为严格,特别是高应力及异型截面气门弹簧对材料要求近乎苛刻。例如,要求抗拉强度达到2000MPa;对氧化物、硫化物的夹杂物等级要求均达到0级;异型截面材料对曲率、长短轴等有特殊要求。目前,国外气门弹簧专用弹簧钢生产主要集中在日本、韩国、瑞典,生产企业有日本铃木、三兴、住友、神钢钢线、韩国KisWire、瑞典Garphyttan等,几乎垄断了中国全部异型截面和高应力气门弹簧钢市场。2000年以后,随着新型发动机的开发,对发动机的旋转速度和轻量化、紧凑化的要求越来越高,因此日本开始采用2100-2200MPa的OT钢丝。在此情况下,不仅要调整合金成分,还要对现有制造工艺进行改进,低温弥散硬化成为必不可少的工艺。然而,低温弥散硬化后的弹簧形状发生变化,为了提高形状和尺寸的控制精度,控制整个制造工序中的形状变化的技术开始引人关注。 未来,为满足高端弹簧基础零部件国产化的发展需求,应不断开发高性能弹簧钢产品,一方面是向高强度方向发展,要求在高应力下同时提高疲劳寿命和抗松弛性能;另一方面是向功能性方向发展,根据不同的用途,要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。
螺纹钢的生产工艺和用途
2018-12-11 14:37:54
一、螺纹钢的生产工艺 螺纹钢是表面带肋的钢筋,亦称带肋钢筋,通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外形为螺旋形、人字形、月牙形3种。用公称直径的毫米数表示。带肋钢筋的公称直径相当于横截面相等的光圆钢筋的公称直径。钢筋的公称直径为8-50毫米,推荐采用的直径为8、12、16、20、25、32、40毫米。带肋钢筋在混凝土中主要承受拉应力。带肋钢筋由于肋的作用,和混凝土有较大的粘结能力,因而能更好地 承受外力的作用。带肋钢筋广泛用于各种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。
螺纹钢是由小型轧机生产的,小型轧机的主要类型分为:连续式、半连续式和横列式。目前世界上新建和在用的以全连续式小型轧机居多。当今流行的钢筋轧机有通用的高速轧制的钢筋轧机和4切分的高产量的钢筋轧机。 连续小型轧机所用坯料一般是连铸小方坯,其边长一般为130~160mm,长度一般在6~12米左右,坯料单重1.5~3吨。轧制线多为平-立交替布置,实现全线无扭转轧制。根据不同坯料规格和成品尺寸有18、20、22、24架的小型轧机,18架为主流。目前,棒材轧制多采用步进式加热炉、高压水除鳞、低温轧制、无头轧制等新工艺,粗轧、中轧向适应大坯料及提高轧制精度方向发展,精轧机主要是提高精度和速度(最高18m/s)。产品规格一般为ф10-40mm,也有ф6-32mm或ф12-50mm的。生产的钢种为市场大量需要的低中高碳钢、低合金钢;最高轧制速度为18m/s。其生产工艺流程如下: 步进式加热炉 →粗轧机 →中轧机 →精轧机 →水冷装置 →冷床 →冷剪 →自动计数装置 →打捆机 →卸料台架二、螺纹钢的特性与质量 1、螺纹钢的分类 螺纹钢常用的分类方法有两种:一是以几何形状分类,根据横肋的截面形状及肋的间距不同进行分类或分型,如英国标准(BS4449)中,将螺纹钢分为 Ⅰ型、Ⅱ 型。这种分类方式主要反应螺纹钢的握紧性能。二是以性能分类(级),例如我国标准(G B1499.2-2007)中,按强度级别(屈服点/抗拉强度)将螺纹钢分为3个等级;日本工业标准(JI SG3112) 中,按综合性能将螺纹钢分为5个种类;英国标准(BS4461)中,也规定了螺纹钢性能试验的 若干等级。此外还可按用途对螺纹钢进行分类,如分为钢筋混凝土用普通钢筋及钢筋混凝土用热处理钢筋等。 我国的钢筋混凝土用热轧带肋钢筋按国家标准,牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。H、R、B分别为热轧(Hotrolled)、带肋(Ribbed)、钢筋(Bars)三个词的英文首位字母。热轧带肋钢筋分为HRB335(老牌号为20MnSi)、HRB400(老牌号为20MnSiV、20MnSiNb、20Mnti)、HRB500三个牌号。 2、螺纹钢的规格和质量 螺纹钢的定货原则一般是在满足工程设计所需握紧性能要求的基础上,以机械工艺性能或机械强度指标为主。 规格:螺纹钢的规格要求应在进出口贸易合同中列明。一般应包括标准的牌号(种类代号 )、钢筋的公称直径、公称重量(质量)、规定长度及上述指标的允许差值等各项。我国标准推荐公称直径为8、10、12、16、20、40mm的螺纹钢系列。各项质量要求应满足GB1499.2-2007《热轧带肋钢筋》的要求。 外观质量:①表面质量。有关国家标准中对螺纹钢的表面质量作了规定,要求端头应切得平 直,表面不得有裂缝、结疤和折迭,不得存在使用上有害的缺陷等;②外形尺寸偏差允许值 。螺纹钢的弯曲度及钢筋几何形状的要求在有关国家标准中作了规定。如我国国家标准规定,直条钢筋的弯曲度不大于6mm/m,总弯曲度不大于钢筋总长度的0.6%。钢筋混凝土用热轧带肋钢筋牌号和化学成分:牌号 化学成分(% )C Si Mn P S CeqHRB335 0.25 0.8 1.6 0.045 0.045 0.52HRB400 0.25 0.8 1.6 0.045 0.045 0.54HRB500 0.25 0.8 1.6 0.045 0.045 0.55化学成分检验: (1)检验方法:对上述化学成分进行检验分析时常用的标准检验方法如下: GB/T223、JISG1211?1215、BS1837、BS手册19等。 (2)成分指标:考核螺纹钢成分含量的指标主要有:C、Mn、P、S、Si等项,牌号不 同,含量各有差别,其大致范围为:C(0.10~0.40%)、Mn<1.80%、P<0.050 %、S<0.050%、Si(0.60~1.00%)。 机械性能检验: (1)性能指标:考核螺纹钢机械性能的检验项目包括拉伸试验(抗拉强度、屈服强度、延伸率)、弯曲试验(一次弯曲及反弯曲)。
(2)检验方法:①拉伸试验方法:常用的标准检验方法有GB/T228-87 、JISZ2201、JI SZ2241、ASTMA370、ГОСТ1497、BS18等;②弯曲试验方法:常用的标准检验方法有GB/T232-88、JISZ2248、ASTME290、ГОСТ1401 9等。 螺纹钢一般是裸装捆扎交货,存放时要注意防潮,锈蚀对螺纹钢的性能将产生不良影响。三、螺纹钢的用途
螺纹钢广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。大从高速公路、铁路、桥梁、涵洞、隧道、防洪、水坝等公用设施,小到房屋建筑的基础、梁、柱、墙、板,螺纹钢都是不可或缺的结构材料。 随着我国城镇化程度的不断深入,基础设施建设、房地产的蓬勃发展对螺纹钢的需求强烈。钢筋混凝土结构仍然是当前及未来相当长时期内我国建筑的主要结构形式。因此,可以预期螺纹钢需求量和产量仍将保持较高水平。 据统计,我国建筑业用钢量约占钢材消耗总量的50%左右。建筑业作为资源消耗量较大行业之一,要实现可持续发展,就必须调整建筑材料消耗结构,大力应用高强钢筋和高性能混凝土,走节约型发展道路。如果能够将目前使用的钢筋和混凝土提高一个强度等级,则可以给社会带来巨大节约。 根据测算,如果能够按照规范的要求,将钢筋混凝土的主导受力钢筋强度提高到400-500N/mm2,则可以在目前用钢量的水平上节约10%左右。
不锈钢生产技术的进展简介
2019-01-04 09:45:40
一、前言
近30年来不锈钢生产技术不断创新,致使原料、能源消耗不断降低,生产率和成材率不断提高。不锈钢生产技术的发展是以炉外精炼(AOD)、连铸和宽幅多辊冷轧机的发展为基础,但近年来除了这三大技术进一步发展外,又在薄胚连铸连轧(包括长条钢材连续铸轧)、薄带连铸、带材轧延退火酸洗整平连续生产线和铁水冶炼不锈钢生产技术方面取得了颇大进展。
二、炼钢技术
1.气氧精炼法
前苏联时期开发了气氧转炉(GOR)冶炼不锈钢技术,苏联解体以后,这项技术为乌克兰国家冶金学院所有,并已经建设了1t、5t、10t、50t的GOR转炉,GOR转炉的优点如下: 可以生产超低碳不锈钢-一般来讲,生产碳含量≦0.03%的钢需要采用VOD(真空吹氧精炼炉),但其投资和成本高;而GOR转炉成功地生产了含碳≧0.017%、含铬2%~35%的五大类、89个钢种。在某种程度上,相当于AOD+VOD两步冶炼法,一次性在GOR转炉中完成,成本大大降低。 高生产率-在相似的炉容比(每吨钢占的炉容体积)的前提下,GOR转炉吹炼时间只有30~45分种,冶炼周期45~60分,而相似的AOD炉需要60~90分钟。
2.高炉铁水冶炼法
由于世界各国不锈钢冶炼能力逐步扩大,从2001年世界不锈废钢的供应已出现缺口,并导致价格升高,因此在一些一贯作业钢厂中寻求用铁水代替废钢冶炼不锈钢,目前有四家企业实现了工业化生产。铁水冶炼法适用于现有之高炉一贯作业钢厂,其产量约占全球不锈钢生产总量的5%左右。
三、连铸技术
1.薄胚连铸技术(Thin Slab Casting)
薄胚连铸连轧技术可省去热轧带钢的粗轧程序,且具有规模适度、设备投资省、生产成本低、成材率高、质量良好、提高产品竞争力等特点,已成为钢铁工业生产热轧钢片的生力军。薄胚连铸机已广泛用于生产普通钢,铸胚厚度40~127mm,主要方法有SMS开发的CSP技术,Demag开发的ISP技术、Danieli开发的FTSR技术、Voest--Alpine开发的ConRoll技术、美国Tippins开发的TSP技术和住友金属开发的QSP技术。目前工业化的薄胚连铸机只有CSP和ConRoll,有4家工厂采用其设备。
2.薄带钢连铸技术(Direct Strip Casting)
薄带连铸技术经过10余年的研发及不断改进,已发展成为钢铁工业最先进的技术之一。已开发试验的带钢连铸方式有辊式(单辊、双辊、异径双辊)、带式和辊带结合式,可直接浇铸厚度1~10mm的带钢,省除热轧制程或直接可使用。其中双辊立式连铸已成功地应用于不锈钢带钢生产,技术日臻成熟。 尽管薄带连铸的原理比较简单,但要将其运用于工业生产十分困难。近年来由于在一些关键领域中的技术突破,例如钢水进入连铸机技术(主要为改良钢水出口管结构,减少钢水扰动,并使钢水沿辊身有效分布),初期凝固技术(解决表面质量),浇铸辊侧封材料,辊子变形和耐火材料等,使薄带连铸技术逐步从雏形试验工厂走向工业化,目前全球已量产的带钢连铸机有4套。
四、紧凑式冷轧不锈钢连续生产线
为了提高生产力,进一步降低冷轧不锈钢卷成本,欧美已开发将生产冷轧不锈钢的5个分开独立制程-钢卷准备(切头/切边)、热轧钢卷退火、酸洗、冷轧、冷轧钢卷退火酸洗及平整(调质轧延)合并成一条连续的生产线。1999年法国Ugine公司的Isbergues厂改良投产了一条新的轧延退火酸洗线LC2i,叫做在线冷轧退火酸洗生产线(简称IRAPL),其年产能一般在20万吨以上。目前全世界有三条IRAPL不锈钢冷轧钢卷生产线投产,除了法国Ugine公司外,美国J&L特殊钢公司(Ugine公司在美国的子公司)也建成了一个同类的生产线。值得注意的是Outokumpu(AvestaPolarit)公司芬兰的Tornio厂于2003年投产世界上最大的轧延退火酸洗联合生产线,产能规模可达110万吨。
五、结语
近几年来不锈钢的技术发展方向不外乎在提高质量及降低生产成本两方面,主要技术进展整理如下:
1.降低生产成本方面:
a.制程朝自动化、连续化和高速化发展,以提高生产效率; b.设备紧凑化、专业化以简化生产线; c.开发节约能源与资源技术,以符合环保趋势; d.简化再加工和热处理程序,以节省人力,缩短交期。
2.提高质量和性能方面:
a.提高表面和内部质量,以及缺陷检出水平; b.藉由改善组织和结晶粒度以实现高强度化、软质化和易成形; c.建立缩短供应周期的生产制度。
羰基镍渣的熔炼和灰吹
2019-03-05 09:04:34
加拿大大都工厂在选用蒙德(Mond)工厂的法出产纯镍过程中,产出的含贵金属总量4%的残渣,运往伦敦阿克顿工厂处理。
阿克顿工厂处理渣的办法是向渣中参加氧化铅和碳酸钠,经混匀后于容量100kg的小反射炉中熔炼,产出贵铅锭和含少数贵金属的炉渣。炉渣回来加拿大镍厂处理。
贵铅于容量100kg的煤气加热灰吹炉中灰吹。产出的氧化铅渣铸锭后送熔炼铅。烟气经洗刷塔除尘后排放。合金中含80%银,铂族金属富集3倍。将合金水淬成粒,称为一号贵金属合金。
合金用热的浓硫酸处理以溶解银和部分钯。过滤后,滤液中的银呈氯化银收回,然后送还原熔炼。再加铜置换钯,所得的沉淀物并入浓硫酸不溶渣(铂精矿)中,送收回金及铂族金属。
阿克顿精粹厂也运用熔炼、灰吹法处理英国克利德赫(Clydach)工厂的镍阳极泥,这是由于该质猜中含有很多铅。假如质猜中首要含镍,则选用二次电解法或其他办法处理更为有利。
从石油燃灰中回收钒工艺实例
2019-02-19 10:03:20
从20世纪80年代起,以石油加工后的残渣为燃料的电站鼓起。而这些石油燃料中都含有一定量的钒,含量约为百万分之一,有的高达千分之1.4(中美洲)。在发电厂,钒富集于锅炉灰及飞灰中。锅炉灰是沉积在炉膛中的烟尘,而飞灰则是收尘器捕集的细尘。燃油发电站发生的锅炉灰较少,而飞灰较多。
一、从锅炉灰中收回钒
锅炉灰含钒4.4%~19.2%,含镍0.2%~0.5%。先细磨至-100目,每次用8mol/L NaOH,112℃浸取4h,经三次错流浸取,钒浸取率可别离到达43%、16%、8%。所得浸取液不需净化,可进一步沉钒得高纯V2O5产品。浸取渣中剩下33%的钒再用8mol/L HCl浸取,炉灰中的Ni、Fe、Mg也被浸出,此后用萃取法别离。先用25%TBP的火油萃铁,萃余液用调pH=6,再用25%LIX64N的火油溶液萃取Ni、V。反萃用0.3mol/L HCl,先反萃镍,后用6mol/L的HCl反萃钒,如此可收回80%的钒。
二、从飞灰中收回钒、镍
台湾台南成功大学(Cheng kung Univ)的两位学者称,台湾地区每年烧1500万m³重油,约年产4.3万t飞灰。其间30%产自电除尘,称为EP灰;另70%产自旋风别离器,称为CY灰。主要成分都是Fe、C、V、Ni的氧化物。在电收尘器中要喷入液以中和酸性,因此在EP灰中还有30%~40%的(NH4)2SO4。从这些飞灰中收回V、Ni和(NH4)2SO4,这样既收回资源,又治理环境。
选用0.25mol/L NH3+1mol/L(NH4)2SO4对EP灰进行浸取,可优先浸取Ni,浸取率60%,然后再用NaOH浸取钒,钒浸取率80%。据此已树立一个2级浸取流程。火油飞灰的成分见表1。
表1 燃油飞灰成分 (%)飞灰CNH4+SO42-VNiFeNaMgEP256.77.2729.10.411.020.550.412.55CY163.224.81.910.801.961.500.07
三、从燃油飞灰中收回钒、镍
埃及亚历山大大学的学者提出用加压酸浸替代钠化焙烧从燃油飞灰中收回V、Ni,由于钠化焙烧尽管技能可行,但经济功率低。他们测验在200℃,氧分压为1.5MPa,H2SO4浓度为60g/L,液固比=1/1(质量),浸取15min,V、Ni浸取率都在95%以上。铁在200℃以上水解沉积,可到达除铁的意图。浸取液用电解法别离镍,溶液再中和用铵盐沉钒,最终煅烧得V2O5。据分析,此一办法较传统的钠化氧化焙烧法有以下长处:
(一)硫酸耗量约为烟灰的10%,较50%的碱耗量经济;
(二)焙烧法能耗高,估量为5000kJ/t烟灰;
(三)加压酸浸可使Ni、V与Fe别离,并使Ni、V充沛收回。
本项研讨所用烟灰成分如下:成分VNiT-FeCaOSiO2MgOAl2O3H2O(100℃)%20224.673.13.571.11.710