【摘 要】
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近来电炉炼钢的产量急剧提高,电炉每冶炼一吨钢,就会有2%的粉尘,所以含锌电炉粉尘的产量急剧增加,由于具有粒度小,成分复杂,对生产设备及环境有危害的特点,通过综合回收处理含锌电炉粉尘可以有效减少冶金固废危害,保护生态环境,而且使用相应的工艺技术可以进一步回收电炉粉尘中的有价金属,变废为宝。因此,本论文从热力学、实验室研究、动力学及中试试验等多方面开展了含锌电炉粉尘中锌的还原回收研究。首先通过热力学研
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近来电炉炼钢的产量急剧提高,电炉每冶炼一吨钢,就会有2%的粉尘,所以含锌电炉粉尘的产量急剧增加,由于具有粒度小,成分复杂,对生产设备及环境有危害的特点,通过综合回收处理含锌电炉粉尘可以有效减少冶金固废危害,保护生态环境,而且使用相应的工艺技术可以进一步回收电炉粉尘中的有价金属,变废为宝。因此,本论文从热力学、实验室研究、动力学及中试试验等多方面开展了含锌电炉粉尘中锌的还原回收研究。首先通过热力学研究,得到当压强分别为1倍标准压,0.1倍标准压,0.01倍标准压,0.001倍标准压,0.0001倍标准压及0.00001倍标准压时,氧化锌碳还原反应的开始反应温度分别为1224k,1052k,937k,856k,792k,755k,表明并且随着压强降低,还原反应更容易发生。实验室研究中,当水分含量在12%-13%,粘结剂添加量为2%时球团落下强度满足实验要求;在真空碳热还原实验过程中得到了还原剂为兰炭,还原温度1000 o C、碳氧比1.1及反应时间30min为最佳工艺参数,脱锌效果能达到99%以上,并通过进行正交试验结果能够成功收集到锌金属单质。利用XRD物相及微观形貌分析研究了真空碳热还原含锌电炉粉尘过程中还原产物变化,结果都表明还原过程中随着反应时间延长,先后发生了锌酸铁等氧化物的分解,锌、铅、铁氧化物还原的同时锌铅金属快速挥发排出,铁氧化物进一步被还原为金属铁,这个过程中并有其他化合物生成;通过线性回归分析方法对真空碳热还原含锌电炉粉尘过程中动力学研究表明锌的还原反应级数为一级,扩散步骤为限制性环节。通过实验室研究得到相关的工艺路线和实验参数,并在此基础上进行中试试验,根据生产实际要求,设计中试设备,调整相关试验参数,得到水分含量12.5%-13%,造球时间25min,膨润土添加量2.5%,干燥温度160 oC,还原时间8h,还原温度1050 oC,碳氧比1.2为最佳中试试验参数,最后收集到的金属锌冷凝物纯度较高,基本实现了含锌电炉粉尘的回收处理,但还存在一些不足,仍需要进一步改进设备及调整相关试验参数。
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