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    利用球團法處理鐵合金除塵灰的實驗研究

    2017/1/6

      隨著經濟的增長我國鋼鐵工業快速發展, 鋼鐵企業產生大量的除塵灰, 除塵灰的不斷堆積就會造成環境污染,還占用大量土地資源。除塵灰中含有比例較高的貴金屬元素, 是具有很高回收價值的冶金二次回收資源。國內外企業普遍采用的處理方式有三種:配入燒結、外售、填埋。其中配入燒結是主要的粉塵處理方法。但應用在燒結礦中,會使其質量下降且易造成二次污染[1-4]。

      本文以貴州某企業的除塵灰為研究對象, 利用球團法處理除塵灰, 對影響球團強度的粘結劑進行了試驗,為工業生產做試驗研究。

      1 除塵灰造球試驗方案

      1.1 除塵灰造球所需物料以及試驗設備

      本文利用河南某企業除塵灰為研究對象,此除塵灰粒度小、干燥,如果直接二次冶煉,會造成爐況不穩定,難以控制。

      造球物料:除塵灰,粘結劑A,葡萄糖,淀粉。

      試驗所需的儀器設備有:壓球裝置(用于球團礦的制造);SDW-20 電子萬能試驗機(用于球團抗壓強度的測試);HXYP-1000 型圓盤造球機(用于球團的壓制成型);TT30-13 型箱式電阻爐(用于球團的干燥);50 mm 厚鋼板(用于球團礦落下強度的測量);恒溫干燥箱(用于原料的干燥)。

      1.2 試驗方法

      將稱好的除塵灰和粘結劑按一定比例充分混合,再加水混合均勻后以一定的壓力壓制成球團,球團直徑大約20 mm,造好的球團放在空氣中干燥24h,然后將其放入馬弗爐中,加熱到300 ℃保溫2 h,取出冷卻到室溫測量其強度。

      取10 個球團置于壓力機上測試,當球團出現破裂時停止, 取平均值。取10 個球團將其置于0.5 m高度處自由下落,當球團破裂時停止,取平均值。

      2 粘結劑使用原理

      粘結劑一般分為無機粘結劑和有機粘結劑,各種粘結劑的作用機理都不一樣,總的來說,無機粘結劑是通過改變物料之間的孔隙率,使物料比表面積發生改變,造成球團內.細管直徑減小,物料顆粒之間的緊密度增加,進而使.細力增加,球團強度提高。利用易溶解性和.細水的再分配能力,這樣就可在粉料間形成一種具有粘性的溶液,形如膠水,使礦粒之間呈薄膜狀連接,提高了球團強度。粘結劑與礦粒之間的粘結作用,由于其化學、機械、物理等多種因素,粘結劑的利用就會出現很多問題,但共同點就是粘結劑通過水的溶解,均勻的混合和充分的接觸,后粘結成為固體球團,可承受一定程度的外部力

      淀粉分子包括支鏈淀粉和直鏈淀粉兩種成分,淀粉之所以能夠成為一種良好的膠粘劑, 就是因為具備了可生成糊的支鏈淀粉, 一部分直鏈淀粉又能促進其發生膠凝作用的緣故。常溫下放置24 h 的淀粉球團,其內部的淀粉并沒有發生糊化,所謂糊化是指淀粉受熱后形成均勻糊狀物的現象(一般淀粉發生糊化的溫度在50 ℃以上),而沒有發生糊化之前,只是淀粉的顆粒之間在水的作用下, 分子間作用力增加, 而在發生糊化之后就會形成粘度較高的淀粉漿,從而使球團的強度得到很大提升。

      隨著粘結劑的逐漸增加,球團強度逐漸上升。當用量在6%時曲線變化較平穩,從經濟效益等綜合考慮,粘結劑在造球中的用量一般不會太高。

      4 不同粘結劑成本估算

      試驗中添加100 g 除塵灰和不同添加量的粘結劑,粘結劑A 是添加量為3%,每噸除塵灰都需要30kg 的粘結劑A, 工業用的粘結劑A 價格一般為0.3元/kg,粘結劑A 的成本大約為9 元。葡萄糖的添加量是2%,折算為每噸布袋灰處理成本來算,每噸除塵灰都需要20 kg 的葡萄糖, 葡萄糖價格一般為2元/kg,葡萄糖的成本大約為40 元。淀粉的添加量是6%,折算為每噸布袋灰處理成本來算,每噸除塵灰都需要60 kg 的淀粉,淀粉的價格一般為3 元/kg,淀粉的成本大約為120 元。綜上, 無機粘結劑A 的成本低,每噸除塵灰大約要花費9 元左右。

      5 結語

     。1)球團法能很好的使貴州某企業的除塵灰得到有效的利用,減少了污染,資源得到了二次利用。

     。2)有機粘結劑、無機粘結劑的作用機理都是與礦粒形成穩定的結構,可承受一定的強度。

     。3)從粘結劑的選擇上看,不同的粘結劑以及粘結劑的不同含量對球團礦的強度都是有影響的。本文選擇的為無機粘結劑A 含量為3%時, 球團的強度好。從價格上無機粘結劑A 的成本低,每噸除塵灰大約要花費9 元左右。

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