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微波碳热还原含锌铅电炉粉尘
2012-05-17
利用含锌铅电炉粉尘、焦炭、无烟煤和烟煤吸收微波能力强的特点,采用微波加热方法对配碳电炉粉 尘进行碳热还原。结果表明,选用粒度为-0096mm的无烟煤为还原剂,在碳氧比为09、还原温度为1100℃、保 温时间为15min的条件下,还原产物中铁的金属化率可达9033%,蒸发脱锌率为9626%,脱铅率为8889%。
SeMriaeysꢀ N2o0 14231 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 20总12第年 4第315期期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE ꢀ 微波碳热还原含锌铅电炉粉尘 ꢀ 李 圣 辉 ꢀ 陈 铁 军 ꢀ 张 一 敏 ( 武 汉 科 技 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 ) 摘 ꢀ 要 ꢀ 利 用 含 锌 铅 电 炉 粉 尘 、 焦 炭 、 无 烟 煤 和 烟 煤 吸 收 微 波 能 力 强 的 特 点 , 采 用 微 波 加 热 方 法 对 配 碳 电 炉 粉 尘 进 行 碳 热 还 原 。 结 果 表 明 , 选 用 粒 度 为 - 0 096 mm 的 无 烟 煤 为 还 原 剂 , 在 碳 氧 比 为 0 9、 还 原 温 度 为 1 100 ℃、 保 温 时 间 为 15 min 的 条 件 下 , 还 原 产 物 中 铁 的 金 属 化 率 可 达 90 33% , 蒸 发 脱 锌 率 为 96 26% , 脱 铅 率 为 88 89% 。 关 键 词 ꢀ 电 炉 粉 尘 ꢀ 微 波 ꢀ 直 接 还 原 ꢀ 金 属 化 率 ꢀ 脱 锌 率 Carbothermic Reduction on Dust of EAF Containing Zinc and Lead by Microwave Li Shenghuiꢀ Chen Tiejunꢀ Zhang Yimin ( School of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Science and Technology) Abstractꢀ By taking advantage of the characteristics of strong capacity to absorb microwave of dust of EAF containing Zinc and Lead, Coke, anthracite and bituminous coal, Dust of EAF containing Zinc and Lead was carbothermically reduced by microwave heating The results show that, using anthracite of granularity of - 0 096 mm as reducing agent, under the conditions that the carbon/ oxygen is 0 9, the reduction temperature is 1 100 ℃ and the holding time is 15 min, the metal lization rate of the reduction product was up to 90 33% , the dezincification rate of 96 26% , and the leadoff rate was 8 8 89% Keywordsꢀ Dust of EAF, Microwave, Direct reduction, Metallization rate, Dezincification rate WWW.KY114.CN ꢀ ꢀ 随 着 钢 铁 工 业 的 发 展 , 钢 厂 电 炉 产 量 不 断 扩 大 , 炉 粉 尘 在 微 波 场 中 升 温 特 性 的 研 究 发 现 , 粉 尘 在 微 [ 1] 含 锌 铅 电 炉 粉 尘 的 产 量 也 不 断 增 加 , 而 我 国 电 炉 波 场 中 具 有 良 好 的 吸 波 特 性 , 能 够 实 现 快 速 升 温 , 在 粉 尘 大 部 分 属 于 低 锌 粉 尘 23] , 不 宜 采 用 物 理 法 或 湿 法 进 行 处 理 , 粉 尘 造 块 直 接 还 原 工 艺 是 我 国 钢 铁 冶 炼 厂 的 主 流 方 向 1] 。 氧 化 球 团 工 艺 成 本 高 , 冷 固 球 团 回 转 窑 结 圈 难 以 控 制 , 且 无 论 采 用 气 还 原 还 是 采 用 煤 还 原 , “ 冷 中 心 ” 现 象 不 可 避 免 4] 。 因 此 , 寻 求 一 种 高 效 低 耗 的 绿 色 环 保 新 工 艺 , 对 电 炉 粉 尘 综 合 利 用 具 有 重 要 意 义 。 [ [ 8] 15 min 内 其 温 度 就 可 达 到 1 000 ℃以 上 。 周 云 等 对 电 炉 含 锌 粉 尘 在 微 波 场 下 脱 锌 的 试 验 研 究 表 明 , 在 大 气 条 件 下 , 脱 锌 率 可 达 到 80% 左 右 , 且 脱 锌 率 随 着 配 煤 量 、 煤 粉 细 度 和 微 波 功 率 的 增 加 而 提 高 。 本 试 验 研 究 了 含 锌 铅 电 炉 粉 尘 和 不 同 还 原 剂 吸 收 微 波 的 性 能 , 在 此 基 础 上 , 着 重 对 影 响 直 接 还 原 过 程 的 各 个 因 素 进 行 了 细 致 的 分 析 和 研 究 , 并 初 步 探 讨 了 在 微 波 场 中 回 收 铁 和 脱 除 锌 铅 等 金 属 的 基 本 规 律 。 1ꢀ 试 验 原 料 [ [ 微 波 能 是 一 种 清 洁 能 源 , 微 波 加 热 属 于 辐 射 型 加 热 方 式 , 可 以 对 粉 体 物 料 进 行 快 速 选 择 性 体 加 热 , 它 不 依 靠 物 料 颗 粒 之 间 传 递 热 量 , 而 是 依 靠 物 料 自 身 的 介 电 性 质 转 换 微 波 能 量 , 产 生 热 量 , 从 而 消 除 传 统 加 热 方 式 带 来 的 传 热 不 均 匀 现 象 56] 。 目 前 国 内 已 有 采 用 微 波 加 热 处 理 铁 矿 粉 和 冶 金 粉 尘 的 相 关 报 道 。 陈 津 等 5] 在 研 究 铁 矿 粉 的 微 波 碳 热 还 原 时 发 现 铁 矿 粉 的 自 还 原 反 应 开 始 温 度 较 传 统 加 热 还 原 温 度 低 143 ℃, 且 在 无 保 护 气 氛 条 件 下 , 铁 的 金 属 化 率 1  1ꢀ 电 炉 粉 尘 试 验 用 电 炉 粉 尘 取 自 南 方 某 钢 厂 , 中 位 粒 径 为 [ 0  77 μm, - 2 0 μm 含 量 占 98 94% , 其 主 要 化 学 成 分 分 析 结 果 见 表 1。 [  湖 北 省 自 然 科 学 基 金 项 目 ( 编 号 : 2008CDB029) 。 李 圣 辉 ( 1986— ) , 男 , 硕 士 研 究 生 , 430081 湖 北 省 武 汉 市 青 山 区 和 平 大 道 947 号 。 [ 7] 对 不 锈 钢 厂 电 弧 也 可 以 达 90% 以 上 。 马 国 军 等 · 156· ꢀ ꢀ ꢀ 李 圣 辉 等 : 微 波 碳 热 还 原 含 锌 铅 电 炉 粉 尘 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2012 年 第 5 期 表 1ꢀ 电 炉 粉 尘 主 要 化 学 成 分 分 析 结 果 % 试 验 中 的 碳 氧 比 是 指 将 电 炉 粉 尘 中 的 铁 、 锌 、 铅 、 铜 的 氧 化 物 全 部 还 原 所 消 耗 的 碳 与 这 些 可 还 原 成 含 成 含 分 量 分 量 TFe 44 54 0 47 MFe FeO 4 48 Cu SiO 3 19 Zn 2 CaO 6 42 Pb MgO Al O 2 3 2 70 P 0 87 S 0 67 金 属 氧 化 物 中 氧 的 物 质 的 量 之 比 , 即 n / n , 它 能 比 C O K O Na O 较 直 观 地 反 映 还 原 反 应 的 气 氛 和 可 能 发 生 的 反 应 。 试 验 主 要 指 标 铁 的 金 属 化 率 、 脱 锌 率 和 脱 铅 率 的 计 算 公 式 如 下 : 2 2 1 80 1 34 0 076 7 76 0 63 0 24 1  2ꢀ 还 原 剂 还 原 产 物 的 金 属 铁 含 量 × 100% , 试 验 用 还 原 剂 为 焦 炭 、 无 烟 煤 和 烟 煤 , 均 取 自 南 铁 的 金 属 化 率 = 还 原 产 物 的 全 铁 含 量 方 某 钢 厂 , 其 工 业 分 析 结 果 见 表 2, 灰 分 分 析 结 果 见 = 电 炉 粉 尘 含 锌 量 - 还 原 产 物 含 锌 量 脱 锌 率 脱 铅 率 × 100% , × 100% 电 炉 粉 尘 含 锌 量 表 3。 = 电 炉 粉 尘 含 铅 量 - 还 原 产 物 含 铅 量 表 2ꢀ 还 原 剂 工 业 分 析 结 果 成 分 含 量 % 电 炉 粉 尘 含 铅 量 还 原 剂 3 ꢀ 试 验 结 果 与 讨 论  1ꢀ 原 料 对 微 波 的 吸 收 性 能 试 验 原 料 对 微 波 吸 收 性 能 试 验 的 物 料 质 量 均 为 10 水 ꢀ 分 挥 发 分 灰 ꢀ 分 碳 3 焦 ꢀ 无 烟 煤 炭 0 20 0 70 1 80 2 10 8 20 32 20 12 93 13 64 7 20 84 77 77 46 58 80 g, 微 波 输 出 功 率 为 1 kW, 还 原 剂 粒 度 为 - 0 096 mm, 试 验 结 果 见 图 2。 烟 ꢀ 煤 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 表 3ꢀ 灰 分 分 析 结 果 成 ꢀ 分 ꢀ 含 ꢀ % 量 还 原 剂 SiO2 Al2 O3 33 08 Fe2 O3 7 83 CaO MgO 1 06 1 02 1 66 TiO2 1 62 1 65 0 88 焦 ꢀ 无 烟 煤 炭 51 02 4 45 4 25 7 00 51 26 61 34 32 30 17 09 5 31 6 83 烟 ꢀ 煤 2 ꢀ 试 验 装 置 与 试 验 方 法 WWW.KY114.CN 图 2ꢀ 原 料 对 微 波 的 吸 收 性 能 对 比 ● ▲  — 电 炉 粉 尘 ; — 焦 炭 ; — 无 烟 煤 ; — 烟 煤 2  1ꢀ 试 验 装 置 试 验 在 HAMiLab - C 1500 型 微 波 高 温 马 弗 炉 中 进 行 , 其 微 波 输 出 频 率 为 2 45 GHz, 输 出 功 率 在 0 ■ ~ 1 4 kW 范 围 内 连 续 可 调 , 最 高 加 热 温 度 可 达 从 图 2 可 以 看 出 , 电 炉 粉 尘 、 焦 炭 、 无 烟 煤 和 烟 煤 的 升 温 规 律 具 有 较 大 的 差 异 性 , 这 与 试 验 物 料 中 挥 发 分 的 含 量 密 切 相 关 , 挥 发 分 越 少 , 升 温 时 带 走 的 热 量 越 少 , 升 温 越 快 , 反 之 升 温 越 慢 。 试 验 结 果 表 明 , 电 炉 粉 尘 、 焦 炭 、 无 烟 煤 和 烟 煤 均 对 微 波 具 有 很 强 的 吸 收 能 力 。 1 600 ℃; 坩 埚 采 用 30 mL 带 盖 瓷 坩 埚 ; 测 温 采 用 Raytek 红 外 测 温 仪 。 试 验 装 置 见 图 1。 3 3  2ꢀ 配 碳 电 炉 粉 尘 微 波 直 接 还 原 影 响 试 验  2 1ꢀ 碳 氧 比 影 响 试 验 碳 氧 比 影 响 试 验 的 试 样 质 量 为 10 g, 微 波 输 出 图 1ꢀ 微 波 加 热 试 验 装 置 示 意 1 — 微 波 炉 加 热 腔 ; 2— 带 盖 瓷 坩 埚 ; 3— 配 碳 电 炉 粉 尘 功 率 为 1 kW, 焦 炭 粒 度 为 - 0 096 mm, 微 波 加 热 至 2  2ꢀ 试 验 方 法 与 主 要 指 标 定 义 1 100 ℃并 保 温 15 min, 碳 氧 比 对 铁 的 金 属 化 率 和 铅 试 验 中 铅 锌 的 脱 出 是 利 用 铅 锌 的 蒸 发 温 度 均 明 锌 脱 出 率 的 影 响 见 图 3、 图 4。 显 低 于 铁 的 蒸 发 温 度 这 一 特 性 来 实 现 电 炉 粉 尘 回 收 铁 的 。 铅 锌 可 通 过 冷 却 装 置 分 段 回 收 。 按 要 求 称 出 一 定 质 量 的 配 碳 电 炉 粉 尘 , 放 入 带 盖 瓷 坩 埚 内 , 置 于 微 波 加 热 炉 进 行 碳 热 还 原 。 用 固 相 化 学 分 析 法 分 析 成 分 , X 射 线 衍 射 仪 鉴 定 矿 物 物 相 组 成 。 从 图 3 可 以 看 出 , 当 n / n = 0 9 时 , 还 原 产 物 C O 中 铁 的 金 属 化 率 最 高 , 达 到 了 85 50% ; 当 n / n < O C 0  9 时 , 还 原 气 氛 不 够 , 碳 量 不 能 满 足 还 原 反 应 需 要 , 因 而 还 原 反 应 不 能 充 分 进 行 , 还 原 效 果 较 差 , 导 致 铁 的 金 属 化 率 较 低 ; 当 1 1 > nC / nO > 0 9 时 , 还 · 157· 总 第 431 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2012 年 第 5 期 mm, 还 原 温 度 下 保 温 15 min, 还 原 温 度 对 铁 的 金 属 化 率 和 铅 锌 脱 出 率 的 影 响 见 图 5、 图 6。 图 3ꢀ 碳 氧 比 对 铁 的 金 属 化 率 的 影 响 图 5ꢀ 还 原 温 度 对 铁 的 金 属 化 率 的 影 响 图 4ꢀ 碳 氧 比 对 铅 锌 脱 出 率 的 影 响 ▲ ■ — 脱 锌 率 ; — 脱 铅 率 原 产 物 中 气 体 以 CO 为 主 , 伴 随 着 碳 的 气 化 反 应 图 6ꢀ 还 原 温 度 对 铅 锌 脱 出 率 的 影 响 ( CO + C = 2CO) , 同 时 由 于 微 波 加 热 属 于 体 加 热 方 ▲ ■ — 脱 锌 率 ; — 脱 铅 率 2 [ 4] , 反 应 速 度 更 式 , 加 热 过 程 是 无 梯 度 的 即 时 加 热 从 图 5 可 以 看 出 , 随 着 还 原 温 度 的 升 高 , 铁 的 金 属 化 率 呈 现 先 升 高 后 走 平 的 趋 势 , 高 点 在 1 100 ℃ 时 。 快 , 还 原 过 程 中 带 盖 瓷 坩 埚 内 部 气 压 较 大 , 导 致 部 分 CO 气 体 溢 出 , 降 低 了 W 还 原 气 W 氛 的 浓 W 度 , 同 时 . 也 K 会 导 Y114.CN 从 图 6 可 以 看 出 , 随 着 还 原 温 度 的 升 高 , 脱 铅 致 外 部 氧 气 进 入 , 引 起 碳 燃 烧 反 应 , 降 低 还 原 反 应 速 率 , 从 而 降 低 铁 的 金 属 化 率 ; 随 着 碳 含 量 的 继 续 增 加 , 坩 埚 内 的 还 原 性 气 氛 继 续 增 强 , 可 还 原 的 金 属 氧 化 物 的 金 属 化 率 就 越 高 , 还 原 就 越 彻 底 , 因 此 , 随 着 碳 含 量 的 继 续 增 加 铁 的 金 属 化 率 又 逐 渐 升 高 。 从 图 4 可 以 看 出 , 随 着 碳 含 量 的 增 加 , 脱 锌 率 和 脱 铅 率 均 呈 现 逐 渐 升 高 的 趋 势 , 最 高 分 别 达 到 率 、 脱 锌 率 呈 现 逐 步 升 高 的 趋 势 , 还 原 温 度 低 于 1 100 ℃时 , 升 幅 较 大 , 还 原 温 度 高 于 1 100 ℃时 , 升 幅 较 缓 。 从 热 力 学 角 度 考 虑 , 由 于 还 原 反 应 为 吸 热 反 应 , 因 此 升 温 有 利 于 还 原 反 应 的 进 行 。 当 温 度 小 于 000 ℃时 , 还 原 产 物 颜 色 偏 红 , 表 明 还 原 反 应 进 行 1 6 13% 和 96 83% 。 由 热 力 学 分 析 912] 可 知 , ZnO [ 得 很 不 充 分 ; 当 还 原 温 度 大 于 1 100 ℃ 时 , 还 原 过 程 中 试 样 开 始 出 现 黏 结 , 减 缓 或 阻 止 还 原 反 应 的 进 行 , 因 此 铁 的 金 属 化 率 不 再 升 高 。 由 于 ZnO 及 PbO 在 含 碳 体 系 中 容 易 被 还 原 , 从 热 力 学 角 度 分 析 , 温 度 越 高 反 应 进 行 得 越 剧 烈 , 在 其 他 条 件 相 同 的 情 况 下 反 应 进 行 得 越 彻 底 , 残 留 的 Zn、 Pb 就 越 少 。 9 及 PbO 与 C 直 接 还 原 的 开 始 温 度 较 低 , 分 别 为 952 ℃ 和 281 9 ℃, 且 电 炉 粉 尘 粒 度 基 本 为 - 2 0 μm, 还 原 剂 粒 度 均 为 - 0 096 mm, 接 触 面 积 极 大 , 固 相 界 面 间 的 直 接 还 原 反 应 容 易 发 生 , 因 此 , 增 大 碳 氧 比 就 是 增 加 ZnO、 PbO 与 C 进 行 还 原 反 应 的 接 触 面 积 , 同 时 在 进 入 气 - 固 反 应 阶 段 时 , 又 能 提 高 还 原 气 氛 的 浓 度 , 从 而 提 高 反 应 效 率 。 综 合 考 虑 , 确 定 微 波 碳 热 还 原 反 应 的 温 度 为 1 100 ℃。 3  2 3ꢀ 还 原 剂 种 类 影 响 试 验 还 原 剂 种 类 影 响 试 验 的 碳 氧 比 为 0 9, 试 样 质 综 合 考 虑 , 确 定 后 续 试 验 的 微 波 碳 热 还 原 反 应 的 碳 氧 比 为 0 9。 量 为 10 g, 微 波 输 出 功 率 为 1 kW, 还 原 剂 粒 度 均 为 3  2 2ꢀ 还 原 温 度 影 响 试 验 - 0 096 mm, 还 原 温 度 为 1 100 ℃, 保 温 时 间 为 15 还 原 温 度 影 响 试 验 的 碳 氧 比 为 0 9, 试 样 质 量 min, 还 原 剂 种 类 对 铁 的 金 属 化 率 和 铅 锌 脱 出 率 的 影 为 10 g, 微 波 输 出 功 率 为 1 kW, 焦 炭 粒 度 为 - 0 096 · 158· ꢀ ꢀ ꢀ 李 圣 辉 等 : 微 波 碳 热 还 原 含 锌 铅 电 炉 粉 尘 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2012 年 第 5 期 响 见 图 7。 从 图 9 可 以 看 出 , 在 保 温 时 间 达 到 10 min 时 , 脱 锌 率 已 超 过 95% , 继 续 延 长 保 温 时 间 , 脱 锌 率 变 化 不 大 ; 而 保 温 时 间 达 到 10 min 时 , 脱 铅 率 不 足 8 7% , 继 续 延 长 保 温 时 间 , 脱 铅 率 持 续 升 高 。 在 保 温 时 间 为 10 min 时 , 铅 锌 有 较 高 的 脱 出 率 主 要 与 ZnO 及 PbO 开 始 还 原 的 温 度 均 较 低 有 关 。 [ 10] , 甚 至 低 于 还 原 产 物 中 Zn 的 气 化 温 度 为 907 ℃ 还 原 反 应 温 度 , 使 Zn 以 较 快 的 速 度 气 化 为 蒸 气 并 得 以 及 时 脱 离 ; 而 Pb 的 气 化 温 度 较 高 , 因 而 气 化 速 率 图 7ꢀ 还 原 剂 种 类 对 铁 的 金 属 化 率 和 铅 锌 脱 出 率 的 影 响 较 慢 , 在 直 接 还 原 过 程 中 , 大 部 分 随 CO 和 CO 脱 离 2 了 反 应 体 系 , 残 留 的 少 部 分 在 还 原 反 应 结 束 后 , 仍 然 通 过 不 断 地 接 受 微 波 辐 射 , 吸 收 微 波 能 量 而 缓 慢 挥 发 。 从 图 7 可 以 看 出 , 在 碳 氧 比 相 同 、 还 原 剂 不 同 的 情 况 下 , 铁 的 金 属 化 率 、 脱 铅 率 、 脱 锌 率 指 标 相 差 较 小 。 综 合 技 术 指 标 和 经 济 效 益 因 素 , 确 定 后 续 试 验 的 还 原 剂 为 无 烟 煤 。 综 合 技 术 指 标 和 经 济 效 益 因 素 , 确 定 后 续 试 验 的 保 温 时 间 为 15 min。 3  2 4ꢀ 保 温 时 间 影 响 试 验 3  2 5ꢀ 无 烟 煤 粒 度 影 响 试 验 保 温 时 间 影 响 试 验 的 碳 氧 比 为 0 9, 试 样 质 量 还 原 剂 粒 度 影 响 试 验 的 碳 氧 比 为 0 9, 试 样 质 为 10 g, 微 波 输 出 功 率 为 1 kW, 无 烟 煤 粒 度 为 - 量 为 10 g, 微 波 输 出 功 率 为 1 kW, 还 原 温 度 为 1 100 0  096 mm, 还 原 温 度 为 1 100 ℃, 保 温 时 间 对 铁 的 金 ℃ , 保 温 时 间 为 15 min, 无 烟 煤 粒 度 对 铁 的 金 属 化 率 属 化 率 和 铅 锌 脱 出 率 的 影 响 见 图 8、 图 9。 和 铅 锌 脱 出 率 的 影 响 见 图 10。 WWW.KY114.CN 图 8ꢀ 保 温 时 间 对 铁 的 金 属 化 率 的 影 响 图 10ꢀ 无 烟 煤 粒 度 对 铁 的 金 属 化 率 和 铅 锌 脱 出 率 的 影 响 从 图 10 可 以 看 出 , 无 烟 煤 粒 度 越 细 , 铁 的 金 属 化 率 、 脱 锌 率 和 脱 铅 率 均 呈 现 升 高 的 趋 势 。 一 方 面 , 无 烟 煤 粒 度 越 细 , 比 表 面 积 越 大 , 与 粉 尘 的 接 触 面 积 就 越 大 , 这 就 为 还 原 反 应 的 加 速 进 行 提 供 了 有 利 条 件 , 从 而 提 高 了 还 原 剂 的 利 用 效 率 , 增 强 了 还 原 效 果 ; 另 一 方 面 , 无 烟 煤 粒 度 越 细 , 吸 收 微 波 辐 射 的 能 力 越 强 , 升 温 速 率 越 快 , 升 温 过 程 中 的 损 耗 就 越 小 。 因 此 , 确 定 后 续 试 验 的 无 烟 煤 粒 度 为 - 0 096 mm。 图 9ꢀ 保 温 时 间 对 脱 锌 率 与 脱 铅 率 的 影 响 ▲ ■ — 脱 锌 率 ; — 脱 铅 率 从 图 8 可 以 看 出 , 随 着 保 温 时 间 的 延 长 , 金 属 化 率 先 升 高 后 下 降 , 这 是 因 为 在 还 原 初 期 , 随 着 保 温 时 间 延 长 , 反 应 越 充 分 , 铁 的 金 属 化 率 就 越 高 ; 继 续 延 长 保 温 时 间 , 体 系 中 的 碳 越 来 越 少 , 还 原 性 气 氛 越 来 越 弱 , 反 应 体 系 外 部 氧 气 的 侵 入 , 使 本 已 还 原 的 铁 金 属 再 度 被 氧 化 , 因 而 铁 的 金 属 化 率 开 始 下 降 。 3  3ꢀ 含 锌 铅 电 炉 粉 尘 还 原 前 后 XRD 分 析 将 最 佳 条 件 下 的 还 原 粉 尘 与 粉 尘 原 样 进 行 了 XRD 图 谱 分 析 , 结 果 见 图 11。 从 图 11 可 以 看 出 , 粉 尘 原 样 主 要 由 ZnFe O4 、 2 MgFe2 O 、 Fe O 和 Fe O 组 成 , 研 究 表 明 , 这 些 物 质 4 2 3 3 4 · 159· 总 第 431 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2012 年 第 5 期 9 6 26% , 脱 铅 率 为 88 89% 。 因 此 , 在 微 波 场 中 回 收 铁 、 锌 、 铅 等 金 属 理 论 上 是 可 行 的 。 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 [ [ [ [ [ [ [ [ 1] ꢀ 王 东 彦 , 陈 伟 庆 , 周 荣 章 , 等 . 含 锌 铅 钢 铁 厂 粉 尘 处 理 技 术 现 状 和 发 展 趋 势 分 析 [ J] . 钢 铁 , 1998, 33( 1) : 6568. 2] ꢀ 王 ꢀ 涛 . 国 外 钢 厂 含 锌 粉 尘 的 循 环 利 用 [ J] . 炼 钢 , 2002, 18 ( 5) : 5054. 3] ꢀ Puta W D The recovery of zinc from EAF dust by the waltz process [ J]  Steel Times, 1989, 217( 3) : 194195 图 11ꢀ 含 锌 铅 电 炉 粉 尘 还 原 前 后 XRD 图 谱 对 比 4] ꢀ 谷 晋 川 , 刘 亚 川 , 张 允 湘 . 微 波 作 用 下 硅 藻 土 化 学 除 铁 研 究 ■ — ZnFe 2 O 4 ; □ — MgFe 2 O 4 ; ● — Fe 3 O 4 ; ○ — Fe O ; 2 3 — Fe [ J] . 金 属 矿 山 , 2003( 7) : 4244. ▲ — α - SiO 2 ; △ — CaO; ◆ — α - PbO; ◇ 5] ꢀ 陈 ꢀ 津 , 刘 ꢀ 浏 , 曾 加 庆 , 等 . 微 波 加 热 还 原 含 碳 铁 矿 粉 试 验 研 究 [ J] . 钢 铁 , 2004, 39( 6) : 15. 主 要 以 固 溶 体 的 形 式 存 在 ; 还 原 产 物 主 要 由 单 质 铁 组 成 , 其 他 物 质 由 于 相 对 铁 来 说 含 量 较 少 , 因 此 衍 射 峰 较 弱 小 。 可 见 , 微 波 加 热 直 接 还 原 含 锌 铅 电 炉 粉 尘 的 效 果 显 著 , 可 在 微 波 场 中 实 现 铁 、 锌 、 铅 等 金 属 的 回 收 。 6] ꢀ 崔 礼 生 , 韩 跃 新 . 难 选 冶 金 矿 石 预 处 理 现 状 [ J] . 金 属 矿 山 , 2005( 7) : 69. 7] ꢀ 周 ꢀ 云 , 彭 开 玉 , 李 辽 沙 , 等 . 电 炉 含 锌 粉 尘 在 微 波 场 下 脱 锌 的 试 验 研 究 [ J] . 金 属 矿 山 , 2006( 2) : 8284. 8] ꢀ 马 国 军 , 殷 ꢀ 雪 , 苏 伟 厚 , 等 . 微 波 碳 热 还 原 不 锈 钢 厂 电 弧 炉 粉 尘 的 热 力 学 及 实 验 研 究 [ J] . 武 汉 科 技 大 学 学 报 , 2010, 33( 4) : 4 ꢀ 结 ꢀ 论 ( 1) 含 锌 铅 电 炉 粉 尘 、 焦 炭 、 无 烟 煤 和 烟 煤 对 微 4 39443. 波 均 具 有 较 强 的 吸 收 能 力 , 表 明 用 微 波 处 理 配 碳 电 炉 粉 尘 是 可 行 的 。 [ 9] ꢀ 魏 寿 昆 . 冶 金 过 程 热 力 学 [ M] . 上 海 : 上 海 科 学 技 术 出 版 社 , 1980. [ [ 10] ꢀ 魏 庆 成 . 冶 金 热 力 学 [ M] . 重 庆 : 重 庆 大 学 出 版 社 , 1996. 11] ꢀ 杜 清 枝 , 杨 继 舜 . 物 理 化 学 [ M] . 重 庆 : 重 庆 大 学 出 版 社 , ( 2) 在 碳 氧 比 为 0 9, 试 样 质 量 为 10 g, 无 烟 煤 粒 度 为 - 0 096 mm, 微 波 输 出 功 率 为 1 kW, 还 原 温 1 997. WWW.KY114.CN ( 收 稿 日 期 ꢀ 20120204) 度 为 1 100 ℃, 保 温 时 间 为 15 min, 无 保 护 气 氛 条 件 [ 12] ꢀ 库 巴 谢 夫 斯 基 · O. 冶 金 热 化 学 [ M] . 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 下 , 还 原 产 物 铁 的 金 属 化 率 为 90 33% , 脱 锌 率 为 1 985. 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 · 信 息 苑 · 《 排 土 场 稳 定 性 及 灾 害 防 治 》 征 订 单 ꢀ ꢀ 为 总 结 交 流 排 土 场 稳 定 性 及 灾 害 防 治 的 经 验 , 寄 回 ; 作 者 根 据 20 多 年 来 对 排 土 场 稳 定 性 及 泥 石 流 研 究 的 成 果 编 写 出 版 了 《 排 土 场 稳 定 性 及 灾 害 防 治 》 一 书 , 该 书 已 由 冶 金 工 业 出 版 社 出 版 。 ( 2) 订 阅 单 位 地 址 必 须 写 具 体 , 单 位 必 须 写 全 称 ; ( 3) 邮 局 、 银 行 汇 款 皆 可 ( 请 注 明 排 土 场 书 款 ) ; 款 到 发 书 ; 全 书 系 统 总 结 了 排 土 场 稳 定 性 及 泥 石 流 的 研 究 方 法 , 排 土 场 的 滑 坡 机 理 , 泥 石 流 成 因 , 排 土 场 滑 坡 和 泥 石 流 防 治 措 施 , 排 土 场 监 测 方 法 , 排 土 场 规 划 和 排 土 场 管 理 , 排 土 场 植 被 复 垦 方 法 和 实 例 及 国 内 外 排 土 场 滑 坡 或 泥 石 流 实 例 。 ( 4) 邮 局 汇 款 至 : 安 徽 省 马 鞍 山 市 西 塘 路 666 号 , 邮 政 编 码 : 243000; 中 钢 集 团 马 鞍 山 矿 山 研 究 院 有 限 公 司 科 技 管 理 部 , 李 ꢀ 娜 ; ( 5) 银 行 汇 款 至 : 户 名 : 中 钢 集 团 马 鞍 山 矿 山 研 究 院 有 限 公 司 ; 开 户 行 : 中 国 工 商 银 行 马 鞍 山 花 山 办 事 处 ; 帐 号 : 130 6020 7090 2491 0141; ( 6) 电 话 : 0555 - 2404820 2404816; 传 真 : 0555 - 2404819。 本 书 既 可 用 于 指 导 排 土 场 灾 害 防 治 研 究 、 教 学 , 又 可 用 于 指 导 矿 山 企 业 排 土 场 安 全 生 产 管 理 , 也 可 作 为 排 土 场 设 计 参 考 。 主 要 读 者 包 括 从 事 排 土 场 科 研 、 生 产 、 设 计 的 工 程 技 术 人 员 及 高 等 学 校 的 师 生 。 订 阅 办 法 : ( 本 刊 ) ( 1) 请 将 征 订 单 填 妥 ( 字 迹 要 清 晰 ) , 并 从 邮 局 · 160·
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