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不锈钢粉尘及含铬污泥的回收利用

王梁  
【摘要】: 随着不锈钢产业的发展,含铬废水、废渣、污泥产出与日剧增。我国目前对不锈钢厂烟道灰和各类污泥一般采用填埋的处理措施。这些物质中含有不少以Cr~(3+)和Cr~(6+)形式存在的铬,对自然界的水体有严重的危害,所以研究这些固体废弃物的综合利用具有重要的理论和应用价值。本课题拟采用高温还原的方法回收氧化铁皮、烟道灰和含铬污泥中的有价元素。基本思路是将氧化铁皮、烟道灰和含铬污泥按一定比例混合后,配入一定量的还原剂并对混合原料造块,加入矿热炉中还原,以期彻底消除Cr~(6+),并有效回收其中的铬、镍和锰等合金元素。围绕此粉尘和含铬污泥资源化的思路,主要做了以下四个方面的工作: (1)对不锈钢厂粉尘和含铬污泥做了资源调查和现场取样分析。测定了不锈钢厂氧化铁皮、烟道灰、含铬污泥和所用还原剂焦粉的成分含量;烟道灰、氧化铁皮的粒度分布;烟道灰、含铬污泥的含水量。 (2)在烟道灰和氧化铁皮中配入水和焦粉等物质,在不同配比下对样品压块,并测定和分析了抗压强度的变化。找出了样品块强度能够满足冶炼要求的合适工艺参数。根据所用的烟道灰、氧化铁皮和焦粉条件,为达到较高的抗压强度,烟道灰单独压块时原料合适含水量为12%;氧化铁皮与烟道灰混合造块时,氧化铁皮的含量越少样品块的抗压强度越大。烟道灰与焦粉配合时,合适的焦粉含量为12%,相应的合适含水量为14%。 (3)本课题以矿热炉为主要冶炼设备对原料进行了物料平衡与热平衡计算。确定了合适的冶炼工艺参数,并为提高冶炼技术经济指标提供了定量依据。当氧化铁皮、烟道灰和含铬污泥按1:9:10混合时,理论配碳量为12%左右;若将碱度控制在1.5左右时,加入硅石量应为原料量的10%左右。 (4)将含焦粉量分别为19%和23%的混合原料进行还原熔炼。对所得金属进行成分含量的测定和金相分析。分析了热力学条件、还原剂加入量、炉渣性质、动力学条件等因素对金属收得率的影响和金属含硫量的影响因素。确定了使金属氧化物得到充分还原应具备的条件。 在总结试验的基础之上,提出了不锈钢厂粉尘和含铬污泥资源化进一步研究的建议,对试验中发现的一些问题进行了分析并提出了解决方法。可为下一步研究工作提供参考。


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