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冶炼技术8篇

时间:2023-12-20 10:45:19

冶炼技术

冶炼技术篇1

1.试车数据

6月18日试车后,由于氧气站用400 m3制氧机供氧气,供应不足,所以暂时停止。

6月24日,公司购进液氧后,氧气供应充足,开始以24%浓度富氧,氧气流量650 m3/h。

7月2日,只在白班实施富氧,并根据电炉冰铜面、转炉炉况具体确定是否富氧。

7月6日,氧气浓度提高到25%,流量750 m3/h。

为获取数据,冶炼厂技术人员对10个班、12个炉次进行了跟踪。因为受电炉冰铜面、转炉炉况的影响,以及操作条件的区别,现将24%-25%富氧浓度时的生产操作过程中具有代表意义的写实数据列举如下:

(1)缩短吹炼造渣时间

在转炉未采用富氧吹炼技术时,造一包渣大概需要45分钟,而实施富氧吹炼后,造渣时间平均需要34钟,每包渣造渣时间减少了11钟,为转炉进料量的提高创造了条件。见放渣时间对照表(表1)。

(2)增加进料量

6月18日-7月28日,电炉冰铜面基本保持在同一水平,除去炉况不佳和提前进料的特殊情况,富氧期间富氧吹炼班次和未富氧班次进料量对照表(见表2、表3)。

由于富氧的加入,使温度提升的速度加快,缩短了吹炼时间,为增加进料量提供了一定的空间。进料量由未富氧的两台炉13.2包热料、9.1包冷料增加到了14.8包热料、10.7包冷料。实施富氧吹炼后进料量热料增加了12.1%,冷料增加了17.6%,热料和冷料量都有明显提高,为增产打下了良好的基础。

(3)烟气SO2浓度变化。

受监测位置和环境影响,在富氧期间只做了4次采样分析。数据如下页表4。

硫酸报表显示,未富氧时烟气SO2浓度一般在3.5%-4%,富氧后烟气浓度有所增加,最高时增加1%。

2.相关经济分析

由于受转炉炉况和电炉的影响,如凉炉子提温慢、热炉子提温快;炉子吹炼途中漏炉需要换新炉子;上班进料过多,操作不当,出炉时间延长,导致下班开风晚等原因,都导致富氧吹炼效果不明显,现选择富氧实施效果比较明显,除去吃德国高冰镍和烟灰的班次,与同时期未富氧的班次产量进行对比,以计算在试车期间富氧浓度在24%―25%时产量提高的平均值。富氧班次产量(见表5)。同一时间段内未富氧班次产量(见表6)。

对照可看出,在低冰镍品位变相差不大的情况下,采用富氧的产量比不用富氧的产量增加了(9.21-8.21)/8.21=12.2%,可见富氧吹炼对产量的增加确实起到了较大的作用。

经济分析如下:

(1)每班耗氧量约为5 000 m3,5 000/800×1 500=9 375元

(2)每班产量增加1吨,可减少高冰镍电单耗

(800×8÷8.21)-(800×8÷9.21)=85kwh/吨,则每班可节约电能85×9.21×0.5=391元

(3)以7月份为例,转炉用砖消耗量为120吨,镁砖单耗为120/1 196.776=0.1吨/吨,富氧每班增加镁砖消耗为0.1×1.67×9 800=1 636元。

(4)按照电解镍价格150 000元计算,高冰镍比价为88%,则富氧吹炼平均每班增加产值1×150 000×88%=132 000元。

(5)高冰镍生产成本约为110 000元/吨金属量,则富氧每班增加的经济效益为:132 000-110 000-1 636-9 375+391=11 380元。据此计算,富氧项目投资200万元,按目前的富氧模式175个班次,约6个月即可收回投资。(烟气SO2浓度提高取得的经济效益不在计算之内)。

3.富氧吹炼操作技术控制

目前富氧系统存在一个设计缺陷,氧气供应不是一对一单独控制,这对两台炉生产的富氧操作带来一定难度。

富氧吹炼在操作中需要注意的地方有以下几点:

(1)进一步提高操作工的富氧吹炼意识。

(2)严格控制吹炼温度,冷料和石英要及时加入,使温度处于适宜生产的范围。

(3)由于每台炉氧气不能单独控制,两台炉开风时间有先后,有时凉炉子和热炉子吹炼温度提升差距大,富氧后会造成其中一台温度提升过快,这就要求调整单台炉送风量,温度高的少送,温度低的多送,保证有一个良好的协调关系。

(4)一定要找好吹炼角度,何种角度才适合生产,何种角度适合正常熔炼、何种角度适合升温及何种角度适合进行筛炉等。

(5)控制吹炼风压,保持在0.65 Mpa左右,既可满足熔炼需要,又减少了喷溅损失。

(6)进一步对富氧经验进行总结推广,使炉长的操作水平有一个整体提高。

冶炼技术篇2

关键词:钢铁;冶炼系统;节能技术

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.062

钢铁冶炼系统中,积极落实节能技术,有利于提高钢铁冶炼的节能水平,减少能源的消耗。钢铁冶炼系统在整个工业中,占有重要的地位,全面实行节能技术,促使钢铁冶炼系统运行的过程中,能够实现节能降耗,完善钢铁冶炼系统的运行环境,体现节能技术应用的实践价值。

1 钢铁冶炼系统的节能问题

钢铁冶炼系统中,节能技术的问题,主要表现在方法单一上。我国钢铁冶炼行业运营中,节能一直是社会关注的问题,虽然钢铁冶炼行业积极提倡节能,但是其在实际节能中,仍旧采用的是单一的节能技术,无法在根本上降低钢铁冶炼的能源消耗,很难提高钢铁冶炼生产的效率[1]。钢铁冶炼系统中,如果要引入先进的节能途径,就要以冶炼系统的整体为主,需要消耗大量的资金,如果缺乏资金支持,钢铁冶炼系统的节能技术,就无法落实到位。钢铁冶炼行业,综合考虑到钢铁利用率、节能减排指标等,已经注意到成本投入在冶炼系统节能中的重要性,关键问题是,社会对钢铁的利用率,不能为钢铁冶炼行业带去足够的资金效益,进而阻碍了节能新技术的发展,增加了钢铁冶炼系统的节能压力。由此可见,成本资金,是现代钢铁冶炼系统节能的主要问题,具有资金支持,才能提高节能的水平。

2 钢铁冶炼系统的节能现状

我国钢铁冶炼系统节能方面,出现了两类现象。第一是我国在钢铁冶炼系统节能方面,已经取得了明显的成绩,钢铁冶金行业中,积极强调节能减排,全面落实节能减排技术,在钢铁冶炼系统中制定节能指标,科学合理的管控钢铁冶炼系统的运行,强化各项资源的分配和利用,实现能源节约,钢铁冶炼系统中,利用数据参数,反馈节能减排的实际效果,逐步增加了节能建设方面的投资,给与一定程度的资金支持,改善钢铁冶炼系统的节能现状;第二是钢铁冶炼系统中的节能技术,与国外先进的节能技术相比,存在着差距,我国钢铁冶炼系统运行时,节能效果明显,环保方面有待加强,节能环保的共同作用方面,存在欠缺,由此我国还要积极的引进国外的节能环保技术,在钢铁冶炼方面,既要实现节能,又要实现环保,以便取得双向效益,表明钢铁冶炼系统对节能环保的需求。

3 钢铁冶炼系统的节能技术

(1)负能炼钢。负能炼钢方法,是指利用转炉,降低钢铁冶炼系统的能源消耗,尽量避免氧气损耗。负能炼钢的过程中,回收了转炉中的煤气与蒸汽,注重供氧强度的提升。供氧强度在转炉的负能炼钢中,较容易受到造渣、炉容比的干扰,所以在转炉期间,要积极提高成渣的速率,辅助提升供氧强度[2]。负能炼钢在节能方面,还要优化配置复吹工艺,便于延长能量回收的时间,提高回收量。负能炼钢在节能方面的应用,引入了计算机控制,通过计算机,提高炼钢的准确性,促使转炉稳定的实现负能炼钢。

(2)加热炉技术。加热炉技术,即:蓄热式轧钢加热炉技术,其在钢铁冶炼行业中的应用很广泛,既可以实现余热回收,又可以减少环境污染,在氮氧化合物排放方面,起到高效的抑制作用[3]。蓄热式加热炉技术,其在炉内结构中,温度不会有太大的差距,而且加热炉本身科学技术含量高,降低了维修的频率,起到节约的作用。此类加热炉技术,与普通加热技术相比,燃烧温度得到了很大的提高,增强燃烧的效率,提升了资源的利用效率,表明加热率的节能效果,加热率在工作r,燃烧噪声低,有利于改善钢铁冶炼的环境。

(3)干熄焦技术。干熄焦技术在钢铁冶炼系统中,采用的是稀有气体,取代了水资源的应用,实现了水源节能。稀有气体的化学性质稳定,其在钢铁冶炼系统内,不会产生有害物质,原有的湿熄焦技术中,水的参与,很容易发生化学反应,在最终的排放物中出现硫化物、氰化物等,改用稀有气体,不仅是水源节能,而且具有环境保护的作用。稀有气体参与的干熄焦技术,焦炭质量高,提升燃烧的效率,提升燃烧热能的转化率。

(4)余热技术。钢铁冶炼系统的烧结余热资源,属于一类可回收的资源。烧结余热已经能够应用到余热方面,充分利用好余热资源,以免资源发生浪费。近几年,我国钢铁冶炼系统中,深入研究烧结余热,致力于应用到钢铁冶炼系统的发电环节中。烧结余热,一直是钢铁冶炼系统节能研究的主要方向,目的是节约冶炼时的电能资源。

(5)回收发电。钢铁冶炼系统的节能方面,专门安装了回收装置,如:高炉煤气余压透明发电装置,把高炉炉顶煤气产生的压力,转化成电能,此类回收发电的方法,一方面表明了节能作用,另外一方面降低了冶炼过程中的环境污染,还可以在高炉运行的过程中,稳定炉顶的实际压力。为了提高回收发电的效率,钢铁冶炼系统在高炉煤气余压透明发电装置中,增设了干法除尘装备,强化回收发电。

(6)建设能源中心。能源中心是钢铁冶炼系统节能的发展方向,能源中心是钢铁冶炼工业的中心,专门控制冶炼系统中的能源消耗,管理好能源,预防发生浪费[4]。能源中心的建设,强调了钢铁冶炼系统的节能特征,在建设的过程中,还要引入自动化技术,全面的分析钢铁冶炼系统中的能源数据,优化冶炼的生产流程,配合能源中心的数据库技术,预测出钢铁冶炼系统的产能,保证冶炼的最大效益,发挥能源中心的节约效益。

4 结束语

钢铁冶炼系统的运行,增加了能耗的支出,而且钢铁冶炼,已经成为社会公认的高消耗项目,根据钢铁冶炼系统的节能现状和出现的问题,科学合理的规划节能技术,促使节能技术能够改善钢铁冶炼系统的运行现状,逐步降低钢铁冶炼系中的能耗,发挥节能技术在钢铁冶炼系统中的作用。

参考文献:

[1]黄帆.探讨钢铁冶炼节能技术实践应用[J].建材与装饰,2016(10):186-187.

[2]李雨雨.钢铁冶炼系统中的节能技术应用探讨[J].建材与装饰,2016(11):160-161.

冶炼技术篇3

关键词:铜冶金;熔炼技术;闪速熔炼;熔池熔炼;铜硫吹炼技术;火法精炼技术

中图分类号:TF811

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2012)18

铜的用途十分广泛,一直是各行业不可缺少的原材料,随着社会经济和科学技术的不断发展,国内外对铜产品的要求越来越高。尤其在近几年来铜价的不稳定性,人们对铜冶金行业的技术越来越关注,火法冶炼制铜作为铜生产方法的重要组成而备受关注。由于各个铜矿山地区中的富矿和容易开采的矿石数量在逐渐减少,同时人们的环保意识在逐渐增强,而铜冶金技术面临的困难在不断加大,多年来各个地区的冶金工作人员普遍对冶金技术进行了研究和探讨,研发出一些新的工艺和技术。本文主要对火法冶炼铜技术的现状做了分析和探讨,并对其进行了论述和展望。

1 铜冶金行业技术发展的现状

1.1 熔炼技术

熔炼是火法冶炼铜最重要的冶炼过程。现代铜熔炼的共同特点是提高铜硫品位,加大过程的热强度,增加炉子单位熔炼能力。这些方法可以分为两大类:闪速熔炼和熔池熔炼。随着社会科技的不断发展,对熔炼系统技术的改进越来越重视,并不断对符合自身需求的先进熔炼技术和设备进行研究。

第一,闪速熔炼克服了传统方法未能充分利用粉状精矿的巨大表面积,将焙烧和熔炼分阶段的缺点,从而大大减少了能源消耗,提高了硫利用率,改善了环境。闪速熔炼技术的冶炼方法主要有:奥托昆普炉,炉和炉三种。闪速熔炼技术以其具有:可靠性强、热强度高、单炉处理量大、耐用性强、环保效果好等优点,在大、中铜冶炼厂中被大量运用,其中比较有代表性的贵溪冶炼厂采用的闪速炉冶炼取得不断成功。使单台炉子的铜产量从10万t/a提高到32万t/a,单炉生产能力也在不断的增强。

第二,熔池熔炼是让铜精矿颗粒在强烈搅动着的三相流体的熔池中发生强烈的氧化反应而实现其熔炼目的。熔池熔炼技术按照送风的方式可分为底吹、侧吹以及顶吹。其中底吹的方法为水口山法;侧吹的方法主要包括:白银法、诺兰达法、特尼恩特法和瓦约可夫法;顶吹的方法主要有:TBRC法、艾萨法和澳斯麦特法。诺兰达法熔炼技术在大型冶炼厂中运用较为广泛。目前较为先进的是由澳大利亚引进的芒特艾萨熔炼技术和澳斯麦特熔炼技术,由于其具备适应性强、处理较为简单、湿润度高、成本较低以及对入炉物料的要求不高等优点,从而在很多金属公司中被广泛采用。其中云南云锡公司采用奥斯麦特技术进行炼锡。云南铜业股份有限公司采用艾萨熔炼技术进行电炉熔炼,并逐渐取得良好的发展。云南铜业股份公司采用的艾萨熔炼炉能力不断增长到30万t/a,并不断实现了节能减排和资源的可持续利用。

1.2 铜硫吹炼技术

选硫过程完成了铜与部分或绝大部分铁的分离,最后要除去铜硫中铁和硫以及其它杂质,从而获得粗铜,还需要进行铜硫的吹炼。铜硫吹炼是硫化铜精矿火法冶炼工艺流程中的最后工序,在吹炼过程中金银及铂元素等贵金属几乎全部富集于粗铜中,为之后方便有效地回收提取这些金属创造了良好的条件。铜硫吹炼技术的吹炼方法主要分为转炉吹炼和连续吹炼炉。

第一,在对转炉进行操作的过程中,普遍采用的吹炼方法是25%的富氧吹炼和63%的高品位冰铜吹炼,从而能够不断强化吹炼的过程。在转炉的主要设备方面,普遍采用大型的转炉设备。其中贵溪冶炼厂运用的是¢4m×13.6m;葫芦岛有色金属集团有限公司在对铜冶炼系统进行改造中,把原来的两台30t转炉、一台50t和60t转炉的尺寸分别进行加大,对与其相配套的余热锅炉系统和制酸系统的能力不断增大,将转炉D450风机成功的进行高压变频技术改造,从而不断降低电能的消耗。总而言之,转炉吹炼技术的设备和操作技巧方面具有了很大的改善,但与此同时,操作过程中由于烟气量的增多、炉口漏风、烟气so2浓度较低,吊车运作次数频繁造成烟气对空气的污染问题亟待解决。

第二,由于连续吹炼炉具有:炉体封闭严实、出炉烟气浓度适宜、烟气量均衡等优势,并且当和封闭鼓风炉烟气混合进入制酸系统后,能够运用两转两吸的方式进行制酸,将尾气顺利的排放出来。所以在很多冶炼厂中被广泛采用。其中浙江的富春江冶炼厂、山东的烟台冶炼厂、辽宁抚顺红透山矿业公司冶炼厂和包头冶炼厂等都采用这种冶炼方法。但在冶炼的过程中由于密闭鼓风炉耗能高,且吹炼炉技术本身具有的环保方面的缺陷,所以不能长期持续的发展和运用。

1.3 火法精炼技术

粗铜铜含量一般为98.5%~99.5%,含有多种对铜性质产生了不良影响,降低铜使用价值的杂质,且其中某些杂质自身具有使用价值和经济效益,需要回收加以利用,从而为满足铜的各种用途要求,需将精铜精炼提纯,而粗铜火法精炼是粗铜精炼提纯的重要途径。对于粗铜的火法精炼采用的方式有:固定式反射炉和回转式阳极炉。

冶炼技术篇4

[关键词]青铜器;二里头文化;齐家文化;同德宗日遗址;砷铜;红铜

一、中原青铜冶炼技术西来说辨证综述

青铜冶炼技术起源问题是我国考古研究的重要内容,也是中华文明起源研究的重要环节。近年来,青铜冶炼技术的起源与传播问题成为学术界讨论的一个热点,讨论的焦点一般集中在中原冶铜业到底是本土起源,还是外来影响的产物,以及青铜冶炼技术的传播等。尽管我国青铜器发展史以中原地区为核心,但要全面深入地研究这一问题,必须要对新疆、甘青及中原地区青铜冶炼技术的发展、变迁进行剖析和认识。

目前,时贤已对这一问题提出一些观点和看法。首先,考古发现表明中原地区出土的最早的铜器是陕西临潼姜寨第一期文化遗址中的一块残铜片,距今4500年。但是对这件铜片的存在以及中国青铜器起源的意义,学术界还存在争议,如安志敏认为这项标本,还存在问题,不能作为仰韶文化已经进入青铜时代的确证,并认为仰韶时代中原还不具备冶炼青铜的技术[1]。目前,国内普遍公认的青铜器是在二里头文化的三、四期才大量出现,而反观新疆、甘青、西北地区年代最早的铜器则是新疆地区乌帕尔苏勒巴俄遗址发现的铜珠、残细铜棒4件、小铜块12件,经过检测为红铜,发现者推测其年代不晚于公元前3000年。刘学堂先生认为,中国最早的青铜器群出现在新疆地区的古墓沟―小河文化、林雅文化、甘青地区的齐家文化、河西走廊的四坝文化中。并且认为中原地区由二里头文化三、四期发展起来的青铜文化不早于北方青铜文化,更晚于新、甘、青地区的青铜文化[2]。李水城先生则将中国青铜文化分为以龙山――二里头文化、齐家文化为代表的东部青铜文化圈,经历了从红铜到锡铜的冶炼发展过程,西部青铜文化圈则以四坝文化、天山北路文化为代表,经历了红铜――坤铜――锡铜的冶炼发展过程,并认为西北地区冶金术的发展要早于中原地区,并通过甘青地区传播至中原[3]。梅建军先生则通过对西北地区距今5600至4000年青铜砷铜的首度发现,提出宗日文化在中原和西北青铜器交流中的重要作用,并认为青铜技术的传播路线还有待进一步的论证[4]。

同时一些学者也提出相反的观点,白云翔先生将西北地区和中原地区的青铜器加以比较指出,两地的早期铜器似乎各成系统,认为两个地区的早期铜器在发展中的过程中的交互过程不完全否定,但主流是各自独立发展[5]。蒋晓春先生则认为中国各地区进入青铜时代没有一个早于公元前21世纪[6]。

综上所述,青铜冶炼技术“西来说”不仅存在争议,而且有待进一步研究。新疆地区的早期先民可能首先掌握了青铜冶炼技术,并经过河西、河湟地区传入中原,并对中原青铜器产生影响。同时,近年来的考古发现证实,河湟地区的青铜冶炼技术可能要早于新疆地区,由此推断,青铜冶炼技术可能首先由河湟地区发端,再向中原地区传播。

二、中原;西北地区青铜器物概况

根据对伊朗、美索不达米亚、埃及等古代文明发生较早地区以及美洲大陆早期金属文化的考察,人类最早是用天然铜(红铜)锻制小件饰物或工具,稍晚时期出现红铜重熔,铸成器件的技术。在这基础上,逐步掌握了还原氧化铜矿以得到纯铜的人工冶炼方法,所得产品质地不纯,比较疏松。中国的冶炼技术和世界其他地区一样,也是从使用天然铜发展到人工炼铜的。在铸造技术上经历了使用敞范、单面范和双面范铸造[3]。

到目前为止,中原地区发现的铜制品,最早的是在仰韶遗址出土的铜制品。见下表(表1):

除了这些主要的铜器出土遗址外,中原地区龙山时代还有一些地区出土了铜器如:山东郊县三里河的铜锥、诸城呈子的铜片、西霞杨家园的残铜锥、长岛县长山岛店子的残铜片、日照王城安尧的铜炼渣、河南登封王城岗龙山灰坑中的铜片、河北唐山大城山的铜牌残片等。但这些遗址中出土的铜器材质各不相同包括黄铜、锡铅青铜、红铜、砷铜,按照世界其他地区的冶铜发展规律我们很难断定中原地区在仰韶、龙山时代已经掌握了成熟的青铜冶炼技术。直到二里头文化时期中原地区才有了青铜文明。有些针对这一现象一些学者也提出了自己的观点,如刘学堂认为:考古学家和冶金史学家依据上述考古发现,经数十年研究无法向众所周知的史前欧洲青铜文化发展史那样,从仰韶文化早期开始到仰韶晚期龙山阶段之间建立起前后相承的中国早期冶铜技术、青铜文化发生发展、繁荣与演化的体系,而且难以将上述新石器时代偶见的铜片、残渣等,当成二里头文化三、四期突然发展起来的中国早期青铜文化的源头[12]。安志敏也在上文中对仰韶、龙山时代出土的黄铜器物产生了怀疑,认为中国到了宋代才出现了冶炼黄铜的技术。因之,从考古学的证据上来看,以二里头三、四期为代表的属于中国目前发现最早的青铜器,它的开始可能要更早一些。至于中国的青铜器是怎样起源和发展的,还有待于今后的继续探索和深入研究[13]。而反观西北地区,不仅发现了目前所知最早的合金青铜,也是早期铜器发现数量最多的地区。现可将新疆及甘青地区出土的青铜器与中原地区作一对比,西北地区出土青铜器要普遍早于中原地区。

从西北地区出土的青铜器件来看,要普遍早于中原地区,并且青铜数量也要多于中原地区出土的青铜器件。在甘青地区出土的青铜器中甘肃马家窑东乡林家遗址遗址中出土的铜刀,为锡青铜,是中国出土最早的锡青铜。齐家文化沈那遗址出土过一件带倒刺的青铜矛,长度为61厘米,这在早期的青铜器物中是少见的。可见西北地区的青铜技术较之中原地区要较为先进的。在甘青地区的齐家文化遗址出土的铜器中经历了从红铜到锡铜的冶炼材质发展过程,这符合一般青铜器冶炼技术发展路线。而中原地区出土红铜较少,有学者认为中原地区是从冶炼青铜合金再到冶炼红铜的,这并不符合青铜冶炼的规律。二里头文化出土的青铜器大部分为锡青铜,从开始就进入了较高的青铜冶炼阶段,从中原地区的青铜冶炼发展历程似乎难以解释。而二里头文化出土的青铜器与西北地区的齐家文化的青铜器有许多相同之处,由此我们不难推断二里头文明的青铜器技术或多或少受到了西北地区各个文化的影响。有学者指出二里头文明的冶金术源于西北地区,韩建业认为二里头青铜文明是在具有兼容并蓄特征的中原文化基础之上,接受西方文化的间接影响而兴起,二里头文化中的双轮车等的出现以及青铜冶金术的发展也应当归因与齐家文化的东渐带来的西方影响。其环境背景则与距今4000年左右的气候干冷事件有关[21]。距今4000年前后的气候降温事件,使得较早具有冶金技术的中亚西伯利亚地区人们向偏南方向扩展,引起了东西方的交流进而通过新疆西北地区影响到中原。汤惠生认为作为位于东西交通孔道上的新疆地区考古文化来说,来自南西伯利亚、中亚、至西亚的文化影响是显而易见的。不仅是新疆北部的阿尔泰地区或新疆西部的帕米尔地区和塔里木盆地的山前地带的青铜文化深受前苏联的安德罗诺沃文化、卡拉苏克文化、以及费尔干盆地楚斯特文化的影响,即便是新疆东部的吐鲁番盆地、哈密和巴里坤等被传统认为受东来文化影响的地区,其考古文化中也不乏中亚甚至西亚的文化因素[22]。而砷铜在西北地区的出现,也说明了西北地区深受西方冶金术的影响,伊朗地区在BC4000左右就开始使用砷铜,并在以后取代红铜成为主要的金属。在我国西北地区的一些古代墓地和遗址发现有砷铜器物出土,如甘肃河西走廊地区的四坝文化(1900-1600)包括玉门火烧沟、民乐东灰山、酒泉干骨崖等墓地都出土有砷铜制品。此外,新疆东部地区也有砷铜器物发现,位于新疆的尼勒克县已经发现了砷铜冶炼的遗迹[23]。砷铜是第一种青铜合金,人类对于铜器的使用大致经历了红铜―砷铜―锡青铜的技术发展历程,而反观中原地区则较少有锡青铜的器物出现,直接发展到了锡青铜合金阶段,这不得不引起我们的疑虑和反思。进一步说明了二里头青铜文明的迅速崛起,是在吸收了西北地区已有的青铜冶炼技术的基础上发展起来的。从中原地区没有完整的青铜冶炼技术的过程,如缺少红铜和砷铜制品的出土的,以二里头为代表的青铜文明从一开始就步入锡铜合金的发展阶段,和齐家文化青铜制品的相似之处,等目前所知的考古遗迹出土的青铜制品的发现和分析来看,关于中原地区青铜冶炼技术的“西来说”是有道理和事实依据的。

三、青铜技术传播新路线

但是,关于青铜技术的传播路线是否仅有新疆―甘青地区―中原地区这一条路线还值得商榷。最近在青海地区同德宗日遗址中发现的三件铜器,为砷铜器,其绝对年代大致在距今5600-4000年之间是中国西北地区迄今所知年代最早的砷铜,而且这也是在青海地区的首次发现[24],要早于新疆东部地区的哈密天山北路墓地和甘肃地区的四坝文化,也早于齐家文化。这就使我们对于青铜技术的传播路线进行重新思考。砷铜除了在西亚、中亚之外在南亚地区也有所发现,南亚印度的Ganges山谷的Copper Hoard彩陶文化公元前第3千纪(出土的金属中,有超过一半的是含砷1%以上的砷铜,D.K.Chakrabrti认为这可能是砷铜的最东界;在随后的位于印度河流域的Harappan文化也有砷铜使用,并且和青铜一起出现[25]。英国学者阿诺德・汤因比认为:人类发明冶金术至今已6000年,是生活在两河流域的苏美尔人首开其端,他们制造了杰出的青铜人像和器具;前2900年冶金术传至埃及,埃及人创造性地在青铜像上贴上薄薄黄金,掌握了当时世界上这种独一无二的“高科技”,前2500年传到南亚古印度河上的拉享佐・达罗城,印度人发明了铜焊,他们制作僧侣和铜像,举世无双。他认为历史在其间打了一个盹;他猜测:冶金发达的南亚地域与中国北部的黄河流域之间、长江中上游应有一个人类冶金技术高度发达的重要环节[26]。而这一种要环节很可能就是藏彝走廊,其大体包括北自甘肃南部、青海东部,向南经过四川西部、东部、云南西部以及缅甸北部、印度东北部这一狭长地带。南亚和的细石器曾受西亚的影响,而卡若遗址出土的骨片与伊朗西部克尔曼沙区甘吉・达维新石器时代早期遗址所见的骨片相同,暗示出西亚文化在很早即可能与文化产生过交流[27]。众所周知,三星堆青铜文明与西亚关系密切。而青铜冶金术是否也可以由藏彝走廊到达青海东部地区进而传播至中原。由此我们可以推断青铜冶金术也有可能从西亚―南亚――青海东部―中原的传播路线。这一论断由于出土文物的限制还有待进一步的论证,但并不能盲目否认这一传播路线的存在和可能性。

有此我们可以做出推断关于青铜冶炼技术,不仅仅只有中亚―新疆―甘青―中原这一条路线。还有可能存在西亚―南亚――青海东部―中原的传播路线。这需要考古工作的发现和今后进一步的论证。

参考文献:

[1]安志敏:《中国早期铜器的几个问题》,[J]《考古学报》1985年第3期.

[2]刘学堂:《中国早期青铜器的起源与传播》,[J]《中原文物》2012年第4期。

[3]李水城:《西北及中原早期冶铜业的区域特征及交互作用》,[J]《考古学报》2010年第3期.

[4]梅见军:《青海同德宗日遗址出土铜器的初步科学分析》,[J]《西域研究》2010年第2期。.

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[11]任式楠:《中国史前考古综论》[J],《中国史前考古学研究》。

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[14]新疆维吾尔自治区博物馆:《乌帕尔细石器遗址调查报告》[J],《新疆文物》,1987年第3期。

[15]新疆维吾尔自治区博物馆考古队:《新疆疏附县阿克塔拉等新石器时代遗址的调查》[J],《考古》,1977年9期。

[16]龚国强:《新疆地区早期铜器略论》[J],《考古》,1997年第9期。

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[20]滕铭予:《中国早期的有关问题再探讨》[J],《北方文物》,1989年第2期。

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[24]梅建军:《青海同德宗日遗址出土铜器的初步科学分析》[J],《西域研究》,2010年第2期。

[25]潜伟、孙淑云、韩汝玢:《古代砷铜研究综述》[J],《文物保护与考古科学》,2000年11月第12卷第2期。

冶炼技术篇5

【关键词】K-OBM转炉;冶炼;不锈钢;工艺;技术

1、冶炼过程加料制度

不锈钢冶炼过程需要加入的合金主要有高碳铬铁、镍及高碳锰铁。大批量[%C]不同的合金及造渣料的加入,加入批次和加入时间的不同,对熔池温度、熔池[%C],以及脱碳速度的影响绝对是有很大不同的。故冶炼加料的几个主要原则是:

1)脱碳初期少加料,促进熔池快速升温;

2)熔池温度升高到1630℃以上后,开始分批次加入合金及造渣料,每批量不能过大,比较理想的是保持熔池温度从1600℃平稳上升到1670℃;

3)合金加入的顺序是,先加高碳合金,后加低碳合金(如NiFe),锰铁的加入靠后为好,最后加纯Ni合金;

4)造渣料的加入以后期逐步加入为好,脱碳期保持较小的渣量对脱碳反应的进行更为有利;

5)脱碳过程熔渣碱度控制在较低的水平更有利于脱碳。

2、转炉冶炼供气制度

(1)氧气的供气制度

K-OBM转炉冶炼不锈钢的操作中,氧气的供应分为顶吹和底吹两种方式。供氧制度是使氧气流股合理地供给熔池,创造良好的物理、化学反应条件,通过改变供氧制度,可以控制熔池元素的氧化速度,控制炉渣的氧化性,所以对造渣、吹炼时间、喷溅量、枪龄等均有直接影响。

1)顶枪供氧

在冶炼操作中,在氧化期前期与底部一同供氧,进入终脱碳期和还原期停止供氧。一般转炉所需氧气的70%以上要通过顶枪供给转炉。

2)底部供氧

在冶炼不锈钢的操作中,约有25%以上的氧气通过底吹供给转炉,供氧流量为12~90m3/min,在转炉的冶炼前期即升温和脱碳氧化期与顶枪一同供氧,并在氧气中混入一部份氮气,进入还原期后停止供氧。

(2)氮气、氩气的供气制度

在顶底复吹转炉的操作中,氩气是底部供气的理想气体,但是由于氩气比较昂贵,气源紧张,因而在吹炼前期及转炉等待兑铁期间,多用氮气来替代。由于氮气不参与氧化、气源充足、经济等特点,成为在底部供气的主要气体,但对一些含氮量有一定要求的钢种,在吹炼后期及还原期主要供氩气,通过后期的搅拌及炉后的真空工艺脱除部分氮气,从而保证钢中氮含量符合要求,其供气工艺要求详见表1。

3、转炉冶炼造渣制度

在转炉冶炼过程中,熔池中[C]含量由4.0%逐渐降到0.3%,而[Cr]含量由0逐渐升高到17.0%,而Cr在压力为1atm条件下,在1560℃以下Cr与O的亲和力更强,故在向熔池中吹氧脱碳的同时不可避免地伴随着Cr、Fe的大量氧化,炉渣分析证明在氧化渣中Cr2O3的含量可达15-20%。根据转炉不锈钢冶炼的特点和脱碳反应的机理,脱碳期保持较小的渣量对脱碳反应的进行更为有利。表2为不同造渣工艺主要指标比较。

图1、图2为转炉2级系统采集冶炼中不同造渣工艺冶炼过程温度及渣中Cr2O3含量比较。

根据图、表及实际指标对比中可以看出,造渣工艺二在保证冶炼过程温度的平稳上升,降低Cr的氧化方面较工艺一更为合理。

4、结论

K-OBM转炉冶炼不锈钢关键是对加料制度、供气制度、造渣制度的调控,应尽可能使冶炼过程熔池温度变化能够更有利于脱碳反应进行,抑制Cr、Fe的氧化,减少还原硅铁消耗,降低生产成本,提高冶炼质量。

参考文献

[1]郝培荣,赵红梅,马青.顶底复合吹炼转炉冶炼不锈钢[D].太原:冶金工业学校,2000.

冶炼技术篇6

钨冶炼绿色分离面临的难题

实现钨与杂质的绿色分离和废水零排放必须废弃沿袭二百多年的黑、白钨矿碱(酸)浸出-铵盐转型冶炼工艺体系,开发新一代无酸碱钨冶炼工艺,实现钨冶炼无污染闭路循环。就可能实现废水零排放的钨冶炼工艺而言,国内外学者曾经开展过“钨精矿火法直接制取碳化钨”[6-9]和“熔盐电解直接制取碳化钨或金属钨”的工艺探讨,作者也进行了“黑、白钨矿铵盐不变体系闭路冶炼工艺”的深入研究。

1.钨精矿火法直接制取碳化钨

国内外学者曾经进行过铝热还原法制取碳化钨、熔盐萃取-碳化法制取碳化钨和钨精矿-碳还原法制取碳化钨的相关研究[6-9]。结果表明存在以下难以克服的问题:(1)制取的碳化钨杂质含量高,难以满足质量要求;(2)金属收率低于湿法冶炼,仅为90%左右;(3)获得的碳化钨必须用HCl酸洗除杂,才能在一定范围内提高纯度;(4)酸洗废液的排放造成环境污染。钨火法冶炼的相关研究结果证明:和其它金属冶炼一样,火法冶炼难以制取高纯金属,与湿法冶炼相比,在金属提纯和分离杂质方面存在难以克服的缺陷:(1)熔融状态的液相中,钨和杂质的浓度高,杂质熔入碳化钨固相的化学趋势更大。(2)熔盐液相的粘度大,固液相物理分离程度远比水溶液过程低。因此,受固有工艺特性的限制,钨精矿火法直接制取碳化钨的方法取代现行钨冶炼工艺、实现废水零排放的可能行较小。

2.熔盐电解直接制取碳化钨或金属钨

江西理工大学曾分别以钨酸钠和钨酸钙熔盐体系进行过电解直接制取碳化钨或金属钨的相关研究。结果表明,其与钨精矿火法冶炼相比具有相同的缺陷:即使经过HCl酸洗除杂,制取的碳化钨和金属钨纯度仅为95%左右。同样存在酸洗废液排放的问题。因此,熔盐电解直接制取碳化钨或金属钨方法难以取代现行钨冶炼工艺,也不能实现钨冶炼废水零排放。

3.铵盐不变体系闭路湿法冶炼

钨的湿法冶炼是制取高纯钨的有效途径。由于难以找到Na+和Cl-经济有效的沉淀分离方法,要实现钨的无废水排放和闭路冶炼,钨湿法冶炼过程必须做到不使用含有Na和Cl的化合物,作者设想用铵盐浸出取代酸碱浸出,铵盐浸出白、黑钨矿直接得到钨酸铵溶液,并在同一体系进行净化除杂,进行铵盐不变体系闭路湿法冶炼的研究。用铵盐不变体系冶炼取代目前的碱(酸)浸出-铵盐转型冶炼工艺,实现无废水排放的闭路冶炼需解决如下关键技术:(1)pH值≤10的条件下,铵盐浸出黑、白钨矿的技术;(2)过剩铵盐浸出剂的高效回收和返回利用技术;(3)将钨酸铵溶液中的有害杂质以难溶化合物存留于固相渣中,实现绿色分离。1.铵盐浸出白钨矿的现状和难题:国内外曾经开展过铵盐浸出白钨矿的某些研究:(1)氟化铵浸出白钨矿国内学者曾提出过采用NH4F+NH4OH浸出白钨矿的设想[10],对氟盐溶液浸出白钨矿的热力学进行了分析,其主要反应原理为:CaWO4(s)+2NH4F(aq)=(NH4)2WO4(aq)+CaF2(s)由于NH4F受热或遇热水即分解成氨和氟化氢气体,同时CaF2的溶度积虽小于CaWO4但较为接近,也难以彻底浸出白钨矿。申请者曾经在密闭高压釜中用理论量8倍的NH4F浸出白钨矿,在180℃温度下,浸出率仅为20%。由于NH4F受热分解成氨和氟化氢气体,过量氟化铵难以用蒸发-冷凝回收,且回收成本高。同时,浸出所得钨酸铵溶液在氟化铵回收过程会结晶析出APT,也存在较大的工艺缺陷。(2)磷酸铵浸出白钨矿国外学者和作者曾采用(NH4)3PO4+NH4OH浸出白钨矿,其主要反应原理为:3CaWO4(s)+2(NH4)3PO4(aq)=3(NH4)2WO4(aq)+Ca3(PO4)2(s)高温下氨易挥发;由于NH4OH是弱碱,WO42-是弱酸,浸出条件下pH值≤10,(NH4)3PO4在水溶液中主要HPO42-存在,PO43-浓度较低,CaHPO4溶度积大于CaWO4,磷酸铵难以彻底浸出白钨矿。日本学者1972年曾采用理论量8倍的磷铵和13.8mol/L的氨水,200℃温度和6.5MPa下浸出白钨矿;作者也曾经用理论量8倍的磷铵和2mol/L的氨水浸出白钨矿,在180℃温度和2MPa下,浸出率仅为80%左右。为增大反应的平衡常数,必需寻找新的浸出反应和更难溶的化合物渣型。2.铵盐浸出黑钨矿的现状和难题:目前难以找到黑钨矿的铵盐浸出剂。作者曾用NH4F和(NH4)3PO4浸出黑钨矿,结果浸出率几乎为零。铵盐浸出黑钨和黑白钨混合矿是难以解决的科学难题,国内外尚未有相关的报道。3.铵盐浸出白、黑钨矿的突破方向:对于铵盐浸出白、黑钨矿应从以下方面寻找突破方向。1.铵盐浸出白钨:(1)在(NH4)3PO4-NH4OH浸出体系中,找到减少氨的挥发、维持pH值大于10的技术方法;(2)探索新的铵盐体系浸出白钨矿的工艺技术,增大反应的平衡常数;(3)解决(NH4)3PO4在水溶液中主要以HPO42-存在,PO43-浓度较低,难以彻底浸出白钨矿的关键问题。2.铵盐浸出黑钨:(1)找到黑钨转变为WO3的火法冶炼方法和熔剂,后用氨水浸出获得钨酸铵溶液;(2)探索能将黑钨低成本地转变为白钨的技术途经,再用铵盐浸出。

铵盐体系钨与杂质元素绿色分离的可能性

1.铵盐浸出白钨过程:铵盐浸出白钨过程同时是个净化除杂过程。Ca2+可与铵盐形成各种难溶的钙化物固相而分离。pH=10条件下,重金属元素大部分存留于渣中分离;部分Fe、Ni、Co、Cr、Cu、Pb、Mn、Zn以NH3为配位体进入溶液,降低铵盐浸出液的温度和NH3的浓度,配合物发生离解,以氢氧化物、砷酸盐以及硅酸盐等难溶化合物沉淀分离;除微量Na、K、P外,S、As、Si、Al、Mg、Cu、Fe、Co、Ni、Pb、Zn等21个杂质可以大部分除去。2.选择性除钼过程:现行除钼过程中[11-12],硫化试剂可与Mg、Fe、Co、Ni等反应生成溶度积更小的硫化物固相沉淀,可更彻底地将金属杂质净化除去。传统的磷酸铵镁盐法可以彻底除去P。3.Na、K的控制:由于难以找到Na、K的固相沉淀物,可以通过控制原辅材料的Na、K含量实现铵盐闭路冶炼过程Na、K的平衡,并生产出符合GB/T101162007《仲钨酸铵》0级国标的APT产品。4.氨氮回收利用:铵盐不变体系白钨闭路冶炼使用含有氨氮的浸出剂,因此可实现APT结晶氨尾气和结晶母液氨氮的完全回收使用。结晶氨尾气和结晶母液氨氮回收技术已日趋成熟[13-16],可组合应用于工艺体系。#p#分页标题#e#

铵盐不变体系黑白钨无酸碱闭路冶炼进展

冶炼技术篇7

【关键词】COREX熔融还原技术;炼铁工业;经济评估

1 COREX简介

在现代冶金炼铁工业生产中,COREX熔融还原炼铁技术作为一种新兴的炼铁技术收到业内的普遍关注,该技术利用煤和矿生产热铁水。早在上世纪70年代,奥钢联和西德杜塞道尔科富(Korf)工程公司就对该技术做了深刻的研究探讨,在德国做了大量的试验工作,80年代中期引进了大约6000h以上的10个炉作为实验,取得了相当瞩目的成绩。

Corex 熔融还原法是奥钢联开发的非焦炼铁技术, 也是目前唯一实现工业化的熔融还原技术。通过 Corex 熔融还原炼铁将作为钢铁企业的前道工序,为炼钢工序生产铁水。COREX工艺是1977年才开始研究,1989 年才开始应用的熔融还原技术,是一项非常年轻的炼铁技术。

2 COREX工艺

COREX工艺需使用天然矿、球团矿和烧结矿等块状铁料;燃料为非焦煤,为了避免炉料粘结并保持一定的透气性,还需要加一定数量的焦炭;熔剂主要为石灰石和白云石。原燃料经备料系统处理后,分别装入矿仓、煤仓和辅助原料仓,等待上料。

上面是还原竖炉,块矿、球团矿、熔剂从它的顶部加入。还原煤气在它的中部进入。还原后的直接还原铁从下部经螺旋输送器排出。下面是熔融气化炉。块煤和直接还原铁从顶部加入。在中下部鼓入氧气,下部有铁口排出渣铁。它产生的高温煤气也由顶部排出经过一系列的处理,大部分通入上部的还原竖炉。少部分与竖炉顶部的排出煤气汇合在一起形成输出煤气,作为二次能源供钢铁厂使用。

3 COREX技术的应用与评价

据奥钢联公司对COREX的宣传,这种工艺在环保、投资、生产成本方面有很大优势,特别是在环保方面的优势最大。环保方面,用COREX法炼铁,消除了高炉生产流程中焦化厂烟囱、烧结厂烟囱和高炉热风炉烟囱排放的烟尘和SO2的污染,也消除了焦化厂污水的有机物(氰、酚、氨、油类)的污染。若以COREX工艺和传统高炉工艺进行对比(以年产铁350万t为基础),在不考虑煤气发(COREX工艺产生大量煤气)造成污染的情况下,COREX工艺烟尘、二氧化硫、氮氧化物的排放量分别比高炉流程排放的少46.6%、64.1%和43.6%。在考虑煤气不脱硫直接发电时,COREX工艺二氧化硫排放量高于高炉,但若煤气脱硫后发电,二氧化硫排放量低于高炉(降低量取决于脱硫指标)。投资方面,COREX-2000t铁单位投资(包括制氧在内)与同等生产能力的高炉、焦炉、烧结生产系统相比,高出10%左右。如炼铁规模越大,COREX投资相对比高炉单位投资也越高。在考虑煤气充分高效利用时,铁水成本(按五年平均价计算)方面,COREX-2000与1500m3高炉基本相当,但高于4000m3高炉。能耗方面,COREX- 2000t铁能耗比1500m3高炉稍低,但比4000m3及以上高炉的能耗还有可能偏高。

国内已有钢铁厂建设COREX熔融还原炼铁技术的项目。但无论是建设总投资还是技术使用费,均远远高于传统高炉。不过今后的引进将会随国内设计比例增加以及国产化率的进一步提高而有所下降。

因此不推荐国内的钢铁厂采用COREX法炼铁技术。原因有:(1)原料方面,COREX工艺对原燃料的要求非常严格,必须使用高品位的块矿和灰份很低的煤,并要加入部分焦炭。据介绍,国内基本上没有符合要求的矿山,国外只有几个矿山符合要求,这就造成原燃料有可能不能正常供应,并且价格方面也没有什么优势。(2)环保方面,没有焦炉和烧结的COREX法环保方面有优势,但实际操作中大量使用优质煤及球团矿。而且如果高炉采用最新的环保技术,则差距不大。(3)生产稳定程度、运转率、设备可靠性均比高炉低,如高温、多尘的环境下螺旋给料器、热旋风分尘器、阀门等周边机器的稳定性及机器本身的耐火材料寿命、运转率等都将影响生产的稳定性。(4)成本经济性。产量在3000t/座·天的COREX技术有待完善,与大型高炉相比,设置的数量多,热效率差,燃料费、主原料成本高,虽然发电量大,最终还是成本高,经济性没有优势。

COREX熔融还原炼铁技术是20世纪70年展起来的炼铁工艺,但由于该工艺本身的发展受到了资源、设备能力和技术水平的制约,发展速度较缓慢。我国多位炼铁专家对此工艺进行了较详细的研究和探讨,认为用此法来代替工艺成熟的高炉的理由还不充分。再加上生产能力不及大高炉,除在环保方面有一定优势外(如果高炉采用世界先进的脱硫脱硝环保技术则可降低至接近COREX的水平),投资、运行成本、能耗等方面均没有明显优势,所以该技术还有待进一步完善。也是COREX没有得到大范围推广的主要原因。由于COREX工艺对矿石和煤的质量要求较高,使原燃料的使用受到了限制,这也是该工艺在我国不宜推广使用的原因之一。

4总结

随着COREX设备能力的提升,COREX等熔融还原工艺也会不断发展。使用这种工艺替代传统的高炉冶炼流程工艺,对于炼铁炼钢企业降低炼铁成本、改善经济技术指标、提高工艺竞争力具有重要意义。

参考文献:

冶炼技术篇8

东营鲁方金属材料有限公司 山东 东营 257100

摘 要:在环保理念逐渐增强的情况下,对于冶炼烟气制酸的污酸处理也要求越来越高,经过污酸处理从而减轻对环境的危害,本文将就冶炼烟气制酸污酸处理技术进行相关探讨。

关键词 :冶炼;烟气制酸;污酸处理;技术应用

0 引言

有色冶炼过程中产生的含二氧化硫烟气是生产工业硫酸的主要原料之一。冶炼烟气制酸系统净化工序采用半封闭稀酸洗涤流程,烟气中的矿尘、三氧化硫、挥发性物质在洗涤过程中进入到稀硫酸中,随着洗涤过程的进行,这些杂质逐渐富集,为保证稀酸的洗涤效果,需要排出部分稀酸至污酸处理站处理,排出系统的这部分稀酸称为污酸。

污酸中含有多种杂质成分,其中例如砷、氟、氯、不溶性烟尘等,并且随着烟尘还会有铅、锌、铁、铜等重金属元素,这些杂质对人和自然的污染十分之大,并且重金属元素在自然界中很难生物降解,会长久的存在并且互相发生反应和转化,在污酸处理中需要充分重视,目前常用的污酸处理方法是化学沉淀法。

1 污酸处理常见方法

1.1 硫酸亚铁—石灰法

优点:硫酸亚铁—石灰法是用石灰中和污酸并调节pH值,利用硫酸亚铁中的铁能与砷生成难溶盐、铁的氢氧化物具有强大的吸附和絮凝能力的特性,达到去除污酸中砷、镉等有害重金属的目的。

缺点: 硫酸亚铁—石灰法处理污酸容易产生大量的废渣,在废渣中重金属分布较为分散,造成回收工作困难,另外,废渣的无泄漏永久存放也难以实现,容易发生二次污染。

1.2 硫化法

优点:硫化法是用可溶性硫化物与重金属反应,反应之后生成的硫化物难溶,从而能够去除,并且在污酸中杂质去除的同时能够进行有效的重金属回收,但是,目前来说虽然有些公司处理后的污酸中砷含量可以控制在10mg/L以下,但不能达标排放,因此,硫化法目前实际是一种预处理方法,用它将大部分重金属取走,并富集在渣中,使后续的达标排放处理难度降低。

另有研究表明,经过磁场处理后较未经磁场处理的同样的含砷工业污酸(As:7.14g/L;SO42-:24g/L;Fe2+:0.6g/L;Zn2+:0.6g/L),硫化钠耗量较低,且溶液含砷急剧下降到0.018 g/L以下,而对比未经磁化处理的仅降至0.21 g/L,相差12倍之多。

缺点:若要实现达标排放,还需配合石灰—铁盐法,成本较高。

2 污酸处理的发展和难点

在污酸处理的发展中,党的十八大提出坚持节约资源和保护环境的基本国策,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展,形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式,从源头上扭转生态环境恶化趋势,为人民创造良好生产生活环境,为全球生态安全做出贡献。在不断的发展过程中污酸处理的政策也在不断完善,其中在2015年新实施的《环境保护法》增加规定“保护环境是国家的基本国策”,并明确“环境保护坚持保护优先、预防为主、综合治理、公众参与、污染者担责的原则。” 要求推进生态文明建设,促进经济社会可持续发展。新政策的实行为污酸处理提供了新的标准和依据,更好地促进了污酸处理工作的顺利进行。

2.1 污酸处理的难点

污酸处理中重要的一个难点就是防止二次污染。在污酸的主要成分中,重金属和氟都具有不可降解的特性,这就需要在处理过程中充分注意,避免在处理中经过反应之后的废水废渣生成另外一种污染的形式。

重金属污染的回收方式要注重资源化的回收,从而实现变废为宝循环利用,对于硫酸的处理要首先保证无害化,进而考虑资源化的处理方式。

污酸中具有多种有害成分,单一的药剂和手段很难短时间进行去除,尤其是在污酸中有害重金属的去除工作中,多种药剂进行应用但是效果并不理想,随着科技的发展和研究现行的污酸处理要求工艺技术先进,另一方面要求污酸经处理后循环使用,即采用污酸闭路循环处理工艺实现废水零排放。

2.2 污酸闭路循环处理

在对SO2尾气除尘除SO3烟雾的净化工艺中会产生污酸,污酸闭路循环处理的基本原理就是应用化学方法去除污酸中的杂质,这种情况容易造成水硬度的增加,会积累无机盐,影响净化效果;水硬度的增加容易造成管路设备的结垢甚至堵塞,这也是如何实现全封闭循环的主要困难因素,通过不断的研究和实验得到,少量聚丙烯酸或马丙共聚物等对水垢等晶种表面具有吸附作用,可抑制此类结晶生长,但是阻垢剂能否在二氧化硫尾气闭路循环洗净水的处理中很好地发挥阻垢作用值得进一步研究,特别是无限闭路循环工艺。

2.3 PM—PL膜法

PM—PL膜法处理污酸,可以在酸性条件下除去污酸中的铅、砷、镉等,处理后液体中重金属含量得到国家排放标准。

PM—PL膜法处理污酸新工艺,是一种集多种过滤技术优点为一体的高性能分离装置。它采用目前先进的纳滤和超滤膜分离技术以及阴、阳离子膜净化技术对污酸进行精制。该工艺在污酸处理过程中具有优越性。

2.4 热风浓缩+硫化法

某公司自主研发的热风浓缩技术能够回收污酸中的硫,避免产生石膏渣、砷酸钙渣等二次污染物。该方法已经投入运行并且取得了良好的效果,该技术具体操作是采用制酸系统转化过程的余热将净化工序排出的废酸进行浓缩提高其硫酸浓度,并吹除污酸中的氟、氯等有害杂质,采用硫化法去除浓缩液中的铜、砷等重金属,沉淀后的上清液经普通薄膜过滤器过滤去除悬浮物后进入干吸系统补水。大幅度降低了干吸补充新水量,能够对硫进一步回收,防止了二次污染的产生。是一项值得推广的技术。

3 结语

目前有色冶炼制酸行业污酸处理工艺基本满足国家规定的排放标准,但是酸和重金属渣的二次污染以及出水硬度等指标仍不够完善,所以我们仍要不断的研究新兴技术,完善污染处理措施,提高废水排放标准,促进企业的可持续发展。

参考文献:

[1]陈雄.冶炼烟气制酸污酸处理技术研究[J].科技创新与应用,2015(7):25-26.

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