视频 欧美 国产_日韩欧美自拍另类_亚洲少妇无套内射激情视频_男女黄色网站免费观看_一区二区成人av_日本黄色录像一级片_国内精品三级电影_少妇三级高清自拍_免费国产黄在线播放_丰满少妇人妻HD高清大乳

鋼鐵冶煉過程不同工序除塵灰形貌和成分研究

　　摘要：鋼鐵冶煉過程中會產(chǎn)生大量污染物，每年的煙粉塵排放量巨大，顆粒物是鋼鐵企業(yè)煙粉塵的主要成分，本研究對鋼鐵生產(chǎn)過程中不同企業(yè)不同工序產(chǎn)生的除塵灰進行了表面形貌和成分含量對比分析，發(fā)現(xiàn)不同工序除塵灰成分及顆粒形貌存在較大差異，不同企業(yè)同一環(huán)節(jié)的除塵灰成分含量也有很大不同，所有工序除塵灰中均含有14%~94%的Fe2O3,具有較高的分級回收利用價值.

　　關(guān)鍵詞：鋼鐵冶煉;除塵灰;形貌;成分

　　鋼鐵行業(yè)是國家的支柱性產(chǎn)業(yè)，也是高耗能、高污染行業(yè)，一直是減排環(huán)保所關(guān)注的焦點行業(yè).顆粒物是鋼鐵行業(yè)主要污染物之一，近幾年來鋼鐵行業(yè)顆粒物排放量一直是工業(yè)領(lǐng)域排放的重頭.國內(nèi)目前燒結(jié)、球團顆粒物在燒結(jié)機、球團焙燒設(shè)備設(shè)施限值為50mg/m3,在燒結(jié)機機尾、帶式賠燒機機尾及其他生產(chǎn)設(shè)備限值為30mg/m3[1].煉鐵顆粒物排放標準在熱風爐限值為20mg/m3,在原料系統(tǒng)、美分系統(tǒng)、高爐出鐵廠、其他生產(chǎn)設(shè)施限值為25mg/m3[2].煉鋼工序顆粒物排放標準在轉(zhuǎn)爐(一次煙氣)限值為50mg/m3,連珠切割及火焰清理、石灰窯、白云石窯焙燒限值為30mg/m3,鋼渣處理限值為100mg/m³,鐵水預處理(包括導管、扒渣等)、轉(zhuǎn)爐(二次煙氣)、電爐、精煉爐及其他生產(chǎn)設(shè)施限值為20mg/m3[3].扎鋼顆粒物排放標準在熱軋精軋機及廢酸再生工藝限值為30mg/m3,其他設(shè)施限值20mg/m3[4].而2018年河北最新發(fā)布鋼鐵工業(yè)超低排放標準，除轉(zhuǎn)爐一次煙氣和鋼渣處理限值50mg/m3,廢酸再生限值30mg/m3外，其他工序顆粒物排放限值均為10mg/m3,是目前全球鋼鐵行業(yè)最嚴標準[5].雖然鋼鐵行業(yè)煙粉塵排放總量整體呈現(xiàn)下降趨勢，從2012年的43.78×105t降低到了2015年的40×105t以下，但直至2017年煙粉塵排放量仍有33.22×105t左右，運用MFA(物質(zhì)流分析法)定量分析得出鋼鐵行業(yè)煙粉塵排放量為648.08g/t鋼[6-8]研究分析整個鋼鐵冶煉流程中的粉塵可以為追蹤粉塵來源、提出具體控制措施。但是，目前鋼鐵冶金領(lǐng)域內(nèi)粉塵研究多為針對鋼鐵行業(yè)某一單獨工序或環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的顆粒物進行分析研究，對于不同工序不同環(huán)節(jié)除塵顆粒物的系統(tǒng)分析對比方面的研究較少.文中結(jié)合國家環(huán)保要求較高的京津冀典型地區(qū)不同工序除塵灰的顆粒形貌及成分組成[9-15],研究分析不同工序除塵灰之間的聯(lián)系與差異，以期為鋼鐵冶煉過程中顆粒物的控制及利用提供參考.
 

　　1、試驗原料與方法

　　1.1 除塵灰來源

　　針對焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼四大工序，對京津冀地區(qū)三個鋼廠干熄焦、焦爐煙肉、燒結(jié)機頭、高爐出鐵場、高爐礦槽、鐵水預處理、轉(zhuǎn)爐除塵、精煉爐除塵等不同工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生的除塵灰進行取樣分析.

　　1.2試驗方法

　　除塵灰形貌采用SEM分析.取金屬片一張，保持表面清潔，將導電膠粘附在其表面.之后把除塵灰樣品均勻撒在膠體表面，用洗耳球吹去未粘附的粉末.表面噴碳后進行SEM分析，觀察顆粒形貌.

　　除塵灰成分采用XRF分析.將除塵灰烘干，磨細，之后采用X熒光光譜分析儀分析除塵灰成分.
 

　　2、結(jié)果與分析

　　2.1 鋼鐵企業(yè)除塵灰顆粒形貌

　　2.1.1 焦化工序除塵灰顆粒形貌

　　焦化工序選擇干熄焦除塵灰和焦爐煙肉除塵灰進行SEM分析，其表面形貌見圖1和圖2.干熄焦除塵灰和焦爐煙肉除塵灰的顆粒形貌對比表明，焦化工序不同環(huán)節(jié)除塵灰表面形貌差異主要表現(xiàn)為顆粒形狀、尺寸分布等.在同等倍數(shù)下焦爐煙肉除塵灰的顆粒物尺寸差異相對于干熄焦除塵灰較小，有大量塊狀或板狀顆粒，表面較為平整，同時存在大量沫狀顆粒物，有粘結(jié)現(xiàn)象.干熄焦除塵灰最大顆粒尺寸可達100pm以上，焦爐煙肉除塵灰尺寸相對較小，最大顆粒尺寸約為50um.

　　

 

 

　　2.1.2 燒結(jié)工序除塵灰顆粒形貌

　　燒結(jié)工序除塵灰顆粒形貌見圖1,其中(a)、(b)分別是不同放大倍數(shù)的SEM照片.從圖3可以看出燒結(jié)機頭除塵灰主要由豆狀顆粒及大量細小的屑沫狀顆粒組成，其中豆狀顆粒物尺寸差異較大，最大顆粒尺寸可達200um,同時顆粒物表面有吸附物.

　　2.1.3 煉鐵工序除塵灰顆粒形貌

　　煉鐵工序高爐出鐵場除塵灰顆粒形貌見圖4.

　　

　　

 

　　由圖可見高爐出鐵場除塵灰由不規(guī)則板狀、塊狀顆粒及大量球體顆粒和細小的屑沫狀顆粒組成，其中塊狀顆粒物部分表面光滑平整，部分表面有大量沾附物，最大顆粒尺寸可達150um。

　　2.1.4 煉鋼工序除塵灰顆粒形貌

　　煉鋼工序以轉(zhuǎn)爐除塵灰為研究重點，其中轉(zhuǎn)爐一次除塵灰顆粒較粗，顏色多為黑灰色.轉(zhuǎn)爐二次除塵灰粒度較細，顏色多為紅褐色.轉(zhuǎn)爐二次除塵灰的顆粒形貌見圖5.

　　轉(zhuǎn)爐二次除塵灰能明顯看到多種不同形貌顆粒存在，其中豆狀顆粒物表面極不光滑，有大量球形突起或粘附物，與燒結(jié)除塵灰相比存在溝纓和裂紋.同時包含大量不規(guī)則薄片狀板狀顆粒，其表面粘附物很少，最大顆粒尺寸可達150um.

　　2.2 除塵灰的成分分析

　　為了進一步尋找更高效的減排環(huán)保技術(shù)，對鋼鐵企業(yè)各個工序產(chǎn)生的除塵灰進行了成分分析.由于不同企業(yè)使用的原料、工藝等都存在很大差異，因此，即使同一工序所產(chǎn)生的除塵灰的成分組成以及物理化學性質(zhì)也有不同.針對各個典型地區(qū)的鋼鐵企業(yè)不同工序除塵灰進行X射線熒光光譜分析，測試結(jié)果見表1~表10.表中A、B、C等字母代表不同地區(qū)。

　　2.2.1 焦化工序除塵灰的成分分析

　　焦化工序有多種大氣污染物片生，其煙塵量大且粉塵粘度大，其中焦爐環(huán)節(jié)含焦塵量大，干熄焦環(huán)節(jié)塵量較大需要經(jīng)過多道除塵環(huán)節(jié).本研究以焦爐煙肉和干熄焦環(huán)節(jié)為典型環(huán)節(jié)，其除塵灰成分分析見表1、表2.

　　

 

　　由表可知，焦爐煙肉除塵灰中SO3含量最高，為55%左右，F(xiàn)e2O3含量次之，為25%左右，除SiO2含量9%左右外，其余組分含量均在4%以下.干熄焦除塵灰中主要成分為SiO2、SO3、A12O3、Fe2O3、CaO,含量分別為26%、24%、18%、15%和14%左右.綜合表9及表10,焦化工序除塵灰中不同環(huán)節(jié)的主要成分有較大差異，其中干熄焦除塵灰的主要成分有SiO2、CO3、Al2O3、Fe2O3、CaO,另外還含有少量的K20、MnO、MgO等;焦爐煙肉除塵灰主要成分有SO3、Fe2O3、SiO2,總含量在90%以上.與鋼鐵生產(chǎn)其他工序相比，焦化工序除塵灰的硫氧化物含量相對較高.

　　2.2.2 燒結(jié)工序除塵粉灰的成分分析

　　燒結(jié)是鋼鐵生產(chǎn)過程的重要工序，其中全國每年燒結(jié)機頭產(chǎn)生的電除塵灰可達1500×105t.重點對燒結(jié)機頭除塵灰成分分析見表3.燒結(jié)機頭除塵灰XRF分析結(jié)果表明，燒結(jié)機頭除塵灰中的主要成分有Fe2O3,其含量在40%~50%之間，同時含有氯化物和多種氧化物，包括K20、SO3、CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、MgO等，其中堿金屬K2O、Na2O含量分別為12%~15%及0%~3%,不同地區(qū)鋼鐵企業(yè)主要成分含量差異不大.

　　

 

　　2.2.3 煉鐵工序除塵灰的成分分析

　　煉鐵工序顆粒物產(chǎn)生部位有高爐出鐵場、高爐礦槽、熱風爐等環(huán)節(jié)，全國每年約產(chǎn)生高爐除塵灰1000萬噸，其主要成分為高溫再生礦，富含C、Fe、Zn等元素，具有極高的回收利用價值.針對高爐出鐵場和高爐礦槽環(huán)節(jié)除塵灰進行成分分析見表4及表5.

　　由表4可知，高爐出鐵場除塵灰中Fe2O3含量最高，可達80%~95%.此外還有SiO2、SO3等多種氧化物，含量均在6%以內(nèi).除塵灰的K20和Na2O含量分別在0.2%~3%及0~0.4%,相對于燒結(jié)環(huán)節(jié)下降了10%左右.不同地區(qū)煉鐵工序Fe2O3含量差異較大，其他成分含量差異不明顯.

　　

 

　　2.2.4 煉鋼工序除塵灰的成分分析

　　顆粒物是煉鋼工序產(chǎn)生的主要大氣污染物，主要產(chǎn)生環(huán)節(jié)有鐵水預處理、轉(zhuǎn)爐、精煉等.其中轉(zhuǎn)爐除塵過程分為一次除塵、二次除塵、三次除塵等不同除塵批次所含成分有較大差異，針對煉鋼工序不同環(huán)節(jié)除塵灰的成分分析見表4至表8.

　　從表6至表10可知，鐵水預處理除塵灰中主要成分為Fe2O3和CaO,含量分別為43%和32%左右;此外，MgO、SiO2、SO3、AI2O3等含量在3%~7.5%之間，堿金屬K20、Na2O含量為0.5%左右及0.3%左右.轉(zhuǎn)爐一次除塵灰Fe2O3含量為57%,Ca0含量為30%,堿金屬K20和Na20含量為0.6%左右及0.4%左右，與鐵水預處理除塵灰成分相近，MgO、 SiO2含量略低于鐵水預處理除塵灰.轉(zhuǎn)爐二次除塵灰不同地區(qū)成分差異較大，其中Fe2O323%~76%CaO含量為12%~35%,堿金屬K20和Na20含量分別為1%~3.5%和0~3%,相較于轉(zhuǎn)爐一次除塵堿金屬含量呈現(xiàn)增加趨勢.轉(zhuǎn)爐三次除塵灰Fe2O3含量為20%左右，CaO含量為25%左右，堿金屬K20和Na2O含量為4.5%及8%左右，綜合轉(zhuǎn)爐三次除塵灰成分分析，F(xiàn)e2O3呈降低趨勢，堿金屬含量呈逐步增加趨勢.轉(zhuǎn)爐精煉爐除塵灰Fe2O3含量為14%左右，Ca0含量為20%左右，堿金屬K20和Na20含量為4.5%左右及15%左右.轉(zhuǎn)爐工序中精煉爐塵灰堿金屬含量最高.

　　

 

 

 

 

　　

 

　　3、結(jié)論

　　1)高爐出鐵廠、燒結(jié)機機頭以及焦爐煙肉除塵灰由大量不規(guī)則塊狀顆粒及絮沫狀粉末顆粒組成其大顆粒表面粘附物偏多;干熄焦除塵灰多以大小不一的不規(guī)則塊狀顆粒組成，部分顆粒表面較為平整;轉(zhuǎn)爐二次除塵灰包含片狀、塊狀、及豆狀等及其他不規(guī)則顆粒物同時包含大量屑沫狀顆粒.

　　2)對比鋼鐵生產(chǎn)四大工序，焦化工序除塵灰的硫氧化物含量相對較高，燒結(jié)工序Fe2O3、C1、K2O、SO3、CaO含量較高，煉鐵工序Fe2O3、SO3、SiO2含量較高，不同企業(yè)煉鋼過程中同一工序所產(chǎn)生的除塵灰的成分組成也存在不同，轉(zhuǎn)爐過程除塵灰隨著除塵次數(shù)的增加堿金屬含量增加，轉(zhuǎn)爐精煉爐除塵灰堿金屬含量相對較高，F(xiàn)e2O3、CaO含量始終較高.

　　3)不同工序除塵灰中大多含有可觀的Fe2O3等具有回收價值的成分，可考慮對除塵灰分級回收利用.