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当今十大耐热材料耐热,heat resistance,是指在高温下具有高的抗氧性、抗蠕变性与强度持久的特性。常用材料的**高使用温度来表征。我们都知道,在航空发动机中,涡轮叶片由于处于温度**高、应力**复杂、环境**恶劣的部位而被列为**关键件,并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平,特别是承温能力,成为一种型号发动机**程度的重要标志,在一定意义上,也是一个国家航空工业水平的显著标志。可见,耐高温材料的重要性不言而喻!下面,介绍目前已知的十种**耐热材料。1.碳化钽铪合金 (3990℃)简介:碳化钽铪合金实际是指五碳化四钽铪化合物,是目前已知化合物中熔点**高的物质。它可以被认为是由碳化钽(熔点3983 ℃)和碳化铪(熔点3928℃)这两种二元化合物组成。用途 : 用作火箭、喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。 2.石墨 (3652 ℃) 简介:石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。由于其特殊结构,具有耐高温,导电、导热性,润滑性,化学稳定性,可塑性等。用途:传统可用作耐火材料、导电材料、耐磨润滑材料以及铸造、翻砂、压模及高温冶金材料,新型用作柔性石墨密封材料,汽车电池,新型复合材料等。3.金刚石 (3550 ℃) 简介:金刚石是原子晶体,石墨是混合型晶体,石墨晶体的熔点却高于金刚石,似乎不可思议,石墨晶体片层内共价键的键长1.42×10-10m,金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10-10m。同为共价键,键长越小,键能越大,键越牢固,破坏它也就越难,也就需要提供更多的能量,故而熔点应该更高。 用途:工艺品和工业中的切割工具,如拉丝模、车刀、刻线刀、硬度计压头、地质和石油钻头、砂轮刀、玻璃刀、金刚石笔、修整器刀以及磨料等。4.钨 (3400 ℃) 简介:钨是一种钢灰色或银白色的金属,硬度高,熔点高,常温下不受空气侵蚀。它作为熔点**高的难熔金属(一般熔点高于1650 ℃的金属),有良好的高温强度。用途:主要用作制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具,也用于光学仪器,化学仪器。5.二硼化锆 (3245℃) 简介:二硼化锆(ZrB2)是具有六方晶体结构的高度共价的耐火陶瓷材料,其构成的超高温陶瓷(UHTC)熔点达3246℃,具有高熔点、相对低的密度(约为6.09g / cm3)和良好的高温强度。用途:可用作高温航空应用(如超音速飞行或火箭推进系统)。6.二硼化钛 (3225℃) 简介:2022-03-08
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30 MVA高碳锰铁电炉的炉衬维护第 一页第二页第三页第四页第五页第六页2022-03-08
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大型密闭电石炉的构造及常见设备故障现象处理电石炉的构造及维护随着PVC产量的快速增长,电石的需求量也日益增加,促使我国电石行业的现有装备技术水平也有了很大的提高。在电石生产中,电石炉占据极为重要的地位。目前,国内外电石炉按照炉型来分,可分为开放式电石炉、半密闭式电石炉和全密闭式电石炉,以大容量、密闭型电石炉为主要发展方向。目前,天能化工有限公司(以下简称天能化工)拥有电石产能64万t/a,核心设备电石炉为大连重工机电设备成套有限公司承包生产并安装,现有电石炉共计12台,电石炉炉型为固定全密闭式电石炉。电石的生产过程是一个复杂的工艺控制过程,各个环节相互影响,工艺控制环节有许多不可预见性因素存在,既有高温冶炼,又有化学反应、物理变化在其中,这就使电石炉体内的设计更为复杂,需要考虑的点、面也较多,炉体内部结构等也较复杂。天能化工电石炉装置配套浙江中控技术股份有限公司的ECS-700DCS集散控制系统,自动化程度较高。自2010年8月投入运行以来,因整套电石炉生产装置的管理及维护水平较为**,所以生产稳定、安全性强、生产效率高、能耗相对较低,有效地提高了设备的生产运行能力,对提高产品产量及质量也有极大的作用。工艺过程及控制设施1.1工艺过程目前,国内电石的生产方法有氧热法和电热法。天能化工现采用电热法生产电石,即一定比例的原料生石灰和焦炭在电石炉内依靠电弧高温熔化反应而生成电石,主要生产过程为:将称量好的石灰石与焦炭的混合料通过炉顶布料设施按需布入料仓,再经电石炉加料管分批加入电石炉内。经过一定时间,反应后的熔融电石在电石锅内用牵引车运至冷却间进行冷却,冷却至30~40℃凝固为电石坨,然后用行车吊入电石破碎平台进行破碎。合格产品由斗式提升机送入成品仓。反应中生成的一氧化碳则由电石炉后序工段进行尾气净化综合利用。电石生产工艺大致可简要描述为如图1所示。图1电石生产工艺框图1.2控制设施天能化工采用的是浙江中控技术股份有限公司的ECS-700DCS集散控制系统,电石炉全系统实现自动化控制。此套自控系统在充分考虑整套装 的生产工艺特点及计算机控制系统的硬件和软件优势的前提下,依照装置生产稳定、安全可靠、技术**等原则,采用了控制系统计算机-电气传动-自动化仪表三合一的**电控系统设计方案。如电石炉的电极压放和升降、电石炉自动恒功率及恒电流调节等自动控制是通过每台电石炉各自的自动控制系统协调完成。该自动化控制装置的使用,提高了电石炉的工作性能;全系统的自动化程度较高,减少了人工操作所造成的工艺及设备失误,降低了操作人员的劳动强度;稳定生产且安全环保,收到了良好的效果,使电石炉的生产工艺水平提高到一个很高的层次。主要设备结构及常见故障现象处理电石炉是一种极其复杂的设备,主要由出炉系统、冷却水系统、电极系统、液压系统、二次母线系统短网系统)、下料系统等组成。各个部分相互支撑,每一部分的因素都会影响到整个系统的正常运转。2.1出炉系统(1)组成。出炉系统由炉体(炉壳)、炉底工字钢、炉门框、炉舌、出炉轨道、铸钢导轨、电石锅、电石小车、卷扬机等组成。图3为出炉系统外观结构图。出炉系统的主要作用是使熔融液态电石混合物流入电石锅内,再由小车运至电石冷却棚冷却并破碎。图3 出炉系统外观结构图(2)出炉系统安装与维修过程中常见的故障。在初步施工中,现场炉底工字钢的安装非常重要。出炉系统中炉底工字钢为电石炉的底座支撑,并使炉底冷却散热,炉底板为一个基础部件,在生产过程中要着重保护好3个出炉口的底板,以延长炉底的使用寿命,从而保证日后电石炉其他系统正常。炉底基础在用水平仪标定公差尺寸后才能安装工字钢并找平,工字钢安装完后,用水平仪复核水平公差尺寸。2.2冷却水系统(1)组成。图4为冷却水系统及炉盖部分结构示意图。图4 冷却水系统及炉盖部分结构示意图冷却水系统及炉盖部分由炉盖(6瓣,水冷结构,下部打结耐火材料)、电极密封导向套(3套,不锈钢水冷结构,下部打结耐火材料)、中心三角梁(不锈钢水冷结构,下部打结耐火材料)、水分配器(3个)组成,其主要作用是对全系统所需冷却的部位进行冷却。(2)常见的故障及预防处理措施。常见的故障有2个:①因密封故障造成炉气的溢出和空气的进入,从而影响炉气纯度。②因部件间隙杂物累积造成设备间连电带火现象发生,进而严重影响正常生产,此故障主要由密封处理不当造成的。炉盖的密封作用是很重要的。图5所示为炉盖与水系统部分细节结构示意图。对炉盖中的6瓣炉盖,每瓣之间都要求有绝缘云母板,连接螺栓套有云母管和云母绝缘垫,要求每瓣炉壳必须绝缘。电极密封导向套下有耐火砖,起着绝缘和密封作用,在炉盖之间有绝缘板或耐火材料密封。炉盖制作时内部的上面和侧面要用整**板,以减少钢板拼接和焊接及炉盖从内部漏水的概率;在外部制作水道,水道由钢板曲型完成,减少焊缝和串水,外部钢板封死焊接。对于修复中的炉盖,里面打结的耐火材料已烧损脱落时,需重新焊接加固桩进行打结,再把受损的水道进行挖补修复。**后在炉盖上对每个设备部件的各个缝隙都要进行密封处理,并进行严格的检查与复核。图5 炉盖与水系统部分细节结构示意图在冷却水系统中,电极水冷密封套的作用也非常重要。在生产中电极密封套调整好后就不要再随意调整位置。维修中应注意密封套和炉盖之间绝缘处理完成后,其间不能再有任何金属杂物,并将料柱密封做好,水冷密封套上部要求法兰绝缘;3套水分配器用于为电石炉上各种需要冷却的设备集中分配冷却水,维修中如发现单根管路回水量较小,应检查阀门闭合是否完好,设备管路死角是否集结水垢等杂物。这些细微的密封处理都是极其重要的。2.3电极系统(1)组成电极系统由电极柱、电极壳、电极压放平台及液压夹钳、导电铜管及接触元件、短网、水冷电缆、底部环及水冷护屏等部分组成。图6为电极系统结构示意图。其中组合式电极柱由上下两部分组成,电极系统的主要作用是送电并调整冶炼电弧长度、匹配电流及电压,从而达到**佳冶炼效率。图6 电极系统结构示意图在日常生产中,电石炉的**性主要体现在组合式电极把持器的技术上。组合式电极把持器是密闭电石炉的核心技术,包括导电把持器和压放电极夹两部分,它的主要特点是可用于任何直径的电极,加速电极焙烧,电极壳不会变形,电极压放时不会失控,减少电极断损,设备质量轻,维修成本低,运行事故少,综合经济效益较高。(2)常见的故障及处理措施因绝缘失效产生重大安全隐患时,需要检查法兰绝缘板、绝缘管是否完好,接触元件和导电铜管是否漏水,接触元件和电极壳夹紧力是否调整合适,间隙是否有杂质,这些均有可能产生绝缘失效故障。电极系统的日常维护应加强日常巡检,及时更换绝缘件,以确保生产正常。停车时要彻底检查各处绝缘损坏情况并及时进行更换,要严格清理所有设备连接处的杂物(如铁件、油品等),防止连电打火给整个系统带来不可挽回的损失。2.4液压系统(1)组成液压系统主要由泵站、电极压放盘(阀站)、大力缸、夹持缸等组成,其主要作用是为电极升降及压放提供动力。图7为液压系统结构示意图。图7 液压系统结构示意图(2)常见故障液压系统中的主要构件液压夹钳、事故夹钳、电极柱导向装置在工作状态下,如果其表面有金属杂物,或其内外部有漏油现象发生时,均可造成连电带火的生产安全事故。2.5二次母线系统(短网系统)(1)组成<p style="margin: 0px 0px 15px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(51, 51, 51); font-size: 17px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-va2022-03-08
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各冶炼炉的原理与作用电炉炼钢法主要利用电弧热,在电弧作用区,温度高达4000℃。冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期,在炉内不仅能造成氧化气氛,还能造成还原气氛,因此脱磷、脱硫的效率很高。 以废钢为原料的电炉炼钢,比之高炉转炉法基建投资少,同时由于直接还原的发展,为电炉提供金属化球团代替大部分废钢,因此就大大地推动了电炉炼钢。 作用:目前国内去中频炉较多,主要用于冶炼**钢、合金钢与不锈钢钢水,属于冶炼不锈钢的**道生产工艺,主要作用是化钢水和脱磷、脱硫。 AOD炉法(即氩氧脱碳法)是精炼不锈钢较**的技术。其具有设备简单、操作方便、适应性强、投资省、生产成本低等优点,而被广泛采用。 将高炉铁水和电炉上熔化的钢水,经钢包注入AOD炉,冶炼时吹入O2、Ar或N2混合气体,对钢水脱碳,同时由加料系统加入还原剂、脱硫剂、铁合金或冷却剂等调整钢水成分和温度,冶炼出合格的不锈钢材料。 原理:精炼时混合气体的输送和调节是氩氧炉的主要系统之一。由制氧车间生产的气体经管道分别输送入车间附近的贮气罐中,经计量、减压、调节、混合,**后按工艺要求的流量和比例的混合气体,通过侧枪送入炉内。 冶炼开始时由氧气是通过双层水冷吹氧管,由顶部炉口处吹入金属熔池进行脱碳。精炼时用混合气体送入侧枪进入炉内(安装在出钢口侧对面、靠近炉底的侧壁上)。当装料和出钢时,炉体前倾一定角度,(侧面)风口处于钢液面以上。正常吹炼时,风口沉入溶池深部。风口中心管吹入氧气与氩气或氮气的混合气体,通过调节氧氩比可以降低一氧化碳分压达到脱碳保铬目的。AOD炉风口的型式是特有的,它是用气体冷却的消耗式风口。风口采用双层套管结构,其外管只通氩气或氮气以冷却风口,内管通氧气和氮气、或氩气的混合气体。通过风口罩环的流量控制以达到**佳的操作效果,风口罩环中心管和风口罩环的流量可在主控室进行控制。 采用三支侧枪技术。可以增强供氧强度提高金属料收得率,该技术可缩短AOD冶炼时间。稳定可靠的控制系统可减少冶炼中气体和各种原材料消耗,并获得稳定的产品质量。 作用:AOD主要作用是去碳并起到精炼的作用。 LF炉(LADLEFURNACE)即钢包精炼炉,是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉。实际就是电弧炉的一种特殊形式。 LF炉精炼主要靠桶内的白渣,在低氧的气氛中(氧含量为5%),向桶内吹氩气进行搅拌并由石墨电极对经过初炼炉的钢水加热而精炼。由于氩气搅拌加速了渣一钢之间的化学反应,用电弧加热进行温度补偿,可以保证较长时间的精炼时间,从而可使钢中的氧、硫含量降低,夹杂物按ASTM评级为O~O.1级。LF炉可以与电炉配合,以取代电炉的还原期,还可以与氧气转炉配合,生产**合金钢。此外,LF炉还是连铸车间,特别是合金钢连铸生产线上不可缺少的控制成分、温度及保存钢水的设备。因此LF炉的出现形成了LD—LF—RH—CC(连铸)新的生产**钢的联合生产线。在这种联合生产线上钢的还原精炼主要是靠LF炉来完成的。LF炉所处理的钢种几乎涉及从特钢到普钢的所有钢种,生产中可视质量控制的需要,采用不同的工艺操作制度。在各种二次精炼设备中,LF炉的综合性价比高。 LF有以下特点: ①脱硫 ②温度调节 ③精确的成分微调 ④改善钢水纯净度 ⑤造渣 它主要有下列作用: (1)LF炉与电炉相连,加快了电炉的生产周期并提高电炉钢质量。 (2)LF炉与LD转炉相连,可以对转炉钢还原精炼,因此能提高钢质量并可生 产出新钢种。 (3)LF炉能严格调节钢液的成分和温度,对钢的淬透性和特殊钢的连铸有利。 经AOD精炼以后再到LF炉精炼,属于二次精炼,夹杂物减少保证钢水的纯净度; VD精炼法,是将电炉、转炉的初炼钢液置于密闭罐内抽真空,同时钢包底部吹氩搅拌的一种钢液真空处理方法。在电炉、转炉中经过熔化、初步吹炼,再置于真空罐内(真空室)通过底吹氩搅拌加真空脱气过程,以获得纯净的钢液。 VD炉一般与LF炉相匹配,分别由LF炉上完成成分、温度的调整,由VD炉完成脱气、搅拌等任务。也有在VD炉的真空盖上安装氧枪冶炼不锈钢,即成为VOD炉。 作用:VD炉作用是一种应用广泛的真空精练设备,具有很好的去气和脱氧效果,能有效地减少钢中氢氮含量,通过碳、氧反应去除钢中的氧,通过碱性顶渣与钢水的充分反应脱硫,此外还具有均匀成分和温度的功能。 双金特殊钢-冶炼工艺 质量是企业生存与发展的基石,双金特殊钢始终坚持将产品质量放在公司的首要目标,一如即往的坚持:金的品质、金的服务、共同成长、共同富有的企业价值观。 好的产品质量首先要有好的冶炼工艺,冶炼设备的好坏直接影响后续产品质量的稳定性,针对双金特殊钢的产品与客户定位,双金特殊钢冶炼方法坚持以电炉+AOD精炼+LF精炼或电炉+AOD精炼+LF精炼+VD/VOD或+ESR电渣以保证交付合格稳定的产品。2022-03-08
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电炉炼钢即炼渣,炉渣相关知识你必须懂!电炉炼钢即炼渣,炉渣相关知识你必须懂!炉渣是参与各种冶金反应的重要的相,且有清除钢中的杂质和保护钢液的作用。在电炉炼钢各阶段都保持炉渣的状态良好,是生产**钢的重要条件之一。一、炉渣的来源电弧炉炼钢的各阶段,钢液表面都有炉渣覆盖,其主要来源有以下四个方面:1)为达到冶炼目的而故意加入造渣材料,如石灰、石灰石、硅砂、氟石、铁矿石、炭粉、硅铁粉、耐火砖碎块等。2)冶炼过程中的产物,主要是钢中所含各种元素的氧化物或硫化物,如FeO、MnO、SiO2、Cr2O3等。3)炉衬被侵蚀而进入炉渣中的耐火材料,如碱性炉渣中的MgO和酸性炉渣中的SiO2。4)各种原材料带入的杂质。二、炉渣的分类及组成炼钢时,炉渣是参与各种冶金反应的重要的相,所以,用不同的炼钢工艺、在不同的冶炼阶段,所用的炉渣是不同的。1)电弧炉的炉衬有碱性与酸性之分,所用的炉渣也就有碱性与酸性之分。炉渣中碱性氧化物占优势,称为碱性炉渣;炉渣中酸性氧化物占优势,就称为酸性炉渣。炉渣中常见的氧化物,按酸、碱属性的分类见表1。表1 炉渣中常见的氧化物的分类碱度是表征炉渣酸、碱属性的参数,理论上应该是各种碱性氧化物质量分数之和与各种酸性氧化物质量分数之和的比值。实际生产中,常用CaO的质量分数与SiO2的质量分数之比表示碱度,碱度大于1者为碱性炉渣,碱度小于1者为酸性炉渣。2)按冶炼阶段,炉渣可分为熔化渣、氧化渣和还原渣。碱性电弧炉还原期的炉渣又可分为白渣和电石渣。3)炉渣的物理性质和化学性质是由其组成所决定的。对于炼钢的炉渣,物理性质中,**关心的是粘度;化学性质中则是碱度和氧化性(或还原性)的强弱。炉渣主要是由各种氧化物组成的,如SiO2、CaO、Al2O3、MgO、FeO、MnO和P2O5等。此外,还有少量硫化物,如CaS、FeS和MnS等,电弧炉炼钢时各种炉渣的大致组成见表2。表2 各种炉渣的大致组成(质量分数)三、炉渣的作用炼钢过程中,炉渣有以下几方面的作用。1)由炉渣控制钢液的氧化和还原。炼钢过程的主要环节是氧化和还原,在氧化期,要使钢液中的某些元素氧化;在还原期,要脱除钢液中残留的氧。控制钢液中的氧含量,必须控制炉渣中的FeO含量。2)磷、硫都是钢中的有害杂质,脱除P、S,都要靠成分适当、与氧化磷或硫化物结合能力强的炉渣,使之从钢液转移到炉渣中。3)电弧柱的温度很高,可以使气体离解成离子态而被钢液吸收,覆盖在钢液表面的炉渣对钢液有很好的保护作用,可以减少气体的侵入。炉渣的温度高,而且热导率低,可使钢液的热量散失少、温度稳定。4)保护炉衬。炉渣层可包围电弧,减少其对炉衬的辐射侵蚀,造泡沫渣时效果更好。5)清除非金属夹杂物。炼钢的炉料中往往混有砂土等杂质,各种元素氧化生成的氧化物,损坏、剥落的炉衬耐火材料等,如混入钢中都成为非金属夹杂物。这类非金属夹杂物熔点都很高,如SiO2为1710℃、A12O3为2050℃,在炼钢温度下都不能熔化,但与炉渣结合形成的复合化合物,熔点就下降很多,呈液体状态,易于聚集而与钢液分离。四、炉渣的粘度粘度是反映液体流动粘性阻力的指标。液体在层流运动的情况下,各液层之间有摩擦阻力,妨碍液体流动,这种内摩擦阻力是液体的特性之一。液体的粘度是与流动性相反的概念,粘度越高,则流动性越差。粘度大体上有三种,即动力粘度、运动粘度和条件粘度,通常提到“粘度",如无特别说明都是指动力粘度。各液层作相对运动时所产生的摩擦阻力与各层间的接触面积和各层间相对运动的速度成正比,它们之间的比例常数就是该液体的动力粘度,常用的符号为η,单位是帕【斯卡】秒(Pa.s)。液体的运动粘度是将其动力粘度除以其密度而求得的。条件粘度是用各种标定粘度计测得的粘度,如恩氏粘度、流杯粘度等。粘度是炉渣的重要物理性质之一,对钢液与炉渣间的各种反应、钢中气体的逸出、热量的传递乃至炉衬的使用寿命都有很大的影响。脱磷、脱硫的效率,氧化、还原反应的速度,都取决于反应物在炉渣内的扩散速度。炉渣粘度太高,对钢液-炉渣间的许多冶金反应不利。例如,氧化期脱碳时,CO气泡通过炉渣排出的阻力很大,就会减缓碳-氧反应的进行;还原期间,扩散脱氧的反应也会大受影响。脱磷、脱硫的情况也是如此。炉淹粘度太低也是有害的。如炉渣很稀,就不易吸收电弧柱的热量,反射到炉盖和炉墙的部分增多,既不利于钢液温度的控制,又会使炉衬的寿命缩短。同时,粘度低、流动性好的炉渣对炉衬的直接侵蚀和冲涮作用也很强烈。实际生产中,保持炉渣的粘度稳定是非常重要的。碱性炉揸中,加入酸性氧化物可使粘度降低,加入碱性氧化物则会使粘度提高。酸性炉渣的情况则与此相反。但也有例外,FeO虽属碱性氧化物,却可使碱性炉渣的粘度降低,这是因为FeO本身的熔点低。五、炉渣的导电能力炉渣具有导电能力,是因为其中带电荷的离子和自由电子在一定的电压下能够流动,这对电弧炉炼钢有很重要的作用。影响炉渣导电能力主要有以下两方面因素。1)炉渣中碱性氧化物的含量越高,则导电能力越强;酸性氧化物的含萤越高,则导电能力越弱。因此,酸性渣的导电能力不如碱性渣。此外,炉渣中的低价氧化物(如FeO)会使其导电能力增强,所以氧化渣的导电性能比还原渣好。CaO也能提高炉渣的导电能力,在酸性炉渣中,因CaO能使炉渣的粘度降低,影响导电性的作用更为明显。2)炉渣的温度提髙,其中带电荷的离子和自由电子的活化能增大,导电能力也就随温度的提高而增强。来源:电炉炼钢2022-03-08
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硅铁冶炼的基本原理和一氧化碳在冶炼反应中的作用是什么?为什么用硅石、焦炭和钢屑在矿热炉中经过高温加热后,能冶炼出硅铁?要想知道这个道理首先就要了解冶炼硅铁所用的各种原料,在各种高温条件下的变化规律。冶炼硅铁主要原料是硅石,硅石中含二氧化硅约98﹪.二氧化硅很稳定,硅和氧之间的亲和力很强,不易分离。生产上为了把氧从二氧化硅分离除去,采用在矿热炉内高温条件下,以焦炭中的碳夺取二氧化碳中的氧,而且温度越高,碳夺取氧的能力随之增强。这是因为在高温条件下,碳对氧的结合能力比硅对氧的结合力大。可见高温时有了碳,二氧化硅就不稳定了,这时二氧化硅中的氧和碳进行反应,生成气态的一氧化碳,通过料层从炉口逸出。二氧化硅中的氧被碳夺走后,剩下的硅与铁形成硅铁。其中有一定数量的硅与铁生成化合物,例如FeSi5,Fe2Si5,FeSia 二氧化硅与碳作用其反应如下: SiO2+2C=Si+2CO↑ 上式是吸热反应,从反应式中可知,为了加速反应的进行,应把电极往炉料中插的深些,以提高炉温,扩大坩埚区,同时应增加料面的透气性,使一氧化碳气体尽快逸出。如果取扎透气眼,捣炉等措施,均有利于二氧化碳与硅的反应加速进行,使硅铁较快地生成。由于冶炼硅铁中的矿热炉中有钢屑、有铁,使二氧化硅的还原反应较容易进行,这是因为被还原出来的硅与铁形成硅铁,于是改善了还原过程的条件,所以铁越多二氧化硅的还原反应越容易进行,生产也证明这点,冶炼含硅越低的硅铁,则其单位电耗越低。如冶炼每吨45硅铁的电耗,约为4500~4800度,每公斤硅耗电约为11度。冶炼每吨75硅铁的电耗约为8200~9000度,每公斤硅耗电约为12度。冶炼每吨硅的电耗约为12000~13000度,每公斤硅耗电约13度。从化学反应上说一般认为,氧化物中的氧被其他物质夺去的反应,叫还原反应。夺取氧的物质,叫还原剂,如焦炭等。 依上述硅铁冶炼原理是还原过程。反应过程中,硅石内的二氧化硅绝大部分被碳还原之外,其他杂质和焦炭带入的灰分,如氧化钙﹙CaO﹚,五氧化二磷﹙P2O5﹚和三氧化二铝﹙AI2O3﹚等也被碳还原,其中五氧化二磷绝大部分被还原。各反应如下: CaO+C=Ca+CO↑ P2O5+5C=2P+5CO↑ AI2O3+3C=2AI+3CO↑ 各反应中生成的一氧化碳气体,从炉口逸出,其他生成物如钙、铝和磷等进入硅铁中,因此,要求原料中的杂质尽量少,以保证硅铁的质量。在冶炼过程中有少部分的二氧化硅,三氧化二铝和氧化钙等未被还原,而形成炉渣。炉渣成分约含 SiO230~40﹪;AI2O345~60﹪;CaO10~20﹪。此种炉渣熔点约为1600~1700℃.渣量大时,消耗电量增加,同时过粘的炉渣,不易从炉内排除,引起炉况恶化。故要采用较好的原料,以减少渣量,降低单位电耗。要了解更多硅铁资讯,请关注中国硅铁交易网。2022-03-08
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技术 | 难处理金矿——之“造锍捕金”法前言当今世界,金作为一种特殊的金融战略储备,对国民经济有着十分重要的影响。除此之外,金还以极其优异的物理化学性能,在装饰、航空航天、电子通信等领域有着十分广泛的应用。随着经济的高速发展,金的需求越来越大,传统易处理金矿资源日渐枯竭,将逐渐不能满足社会对金日益增加的需求,因此对于从相对难处理的金矿资源中提取金成为全世界广泛研究的课题。之前已经对难处理金矿提金的传统方法有过简单的介绍——难处理金矿的浸金工艺这里再详细介绍一下目前比较**的“造锍捕金”方法处理难处理金矿的原理和工艺。造锍捕金的原理“造锍捕金”这种说法来源于氧气底吹铜熔炼或铅熔炼技术中,产物铜锍或者铅锍能够捕集其中的贵金属,包括Au、Ag、铂族金属等。关于富氧底吹造锍捕金的原理尚无定论,文献报道较少,并且从热力学计算或通过实验进行研究也有较大难度。刘时杰在《铂族金属冶金学》中认为贱金属捕集贵金属的原理是“铂族金属和金、银与铁及重有色金属铜、镍、钴、铅具有相似的晶格结构和相似的晶格半径,可以在广泛的成分范围形成连续固溶体合金或金属间化合物,因而熔融状态的贱金属及其二元或多元合金是贵金属的有效而可靠的捕集剂”。黎鼎鑫等在《贵金属提取与精炼》中指出原子半径也起一定作用,指出“铜是体心立方结构,原子半径也与铂族金属接近。与铂、钯、铑都能形成固溶体,且可溶解一定量的铱”。周公度等在《结构化学》中提出了贱金属捕集贵金属是一种高温萃取过程的观点,并以二硫化碳可以从含碘的水溶液中萃取碘为例,认为铅可以捕获贵金属是因为贵金属易溶解在铅中,像碘易溶解在二硫化碳中一样。中国工程院院士陈景指出这些观点均是以贵金属和贱金属的晶型、晶胞参数、原子半径等物理特性参数相同或相近,作为贱金属可以捕集贵金属的“原理”,但他认为这些参数不能作为捕集原理的充要条件。他从微观层次讨论火法熔炼过程中贱金属相及锍相捕集贵金属的原理,指出捕集作用的发生是由于熔融的渣相和贱金属相两者的组成结构差异很大。渣相由脉石矿物成分SiO2、MgO、CaO以及熔炼中产生的FeO所组成。它们形成熔融的硅酸盐,是一种熔融的玻璃体。渣相靠共价键和离子键把硅、氧原子和Ca2+、Mg2+、Fe2+等离子束缚在一起,键电子都是定域电子。因为贵金属的价电子或原子簇表面的悬挂键不可能与周围的定域电子发生键合,贵金属原子在熔渣中不能稳定存在。而金属相靠金属键把原子束缚在一起,原子间的电子可以自由流动,贵金属的键电子可以和周围贱金属原子的键电子发生键合,分散进入具有无序堆积结构的熔融贱金属相中,并且可降低体系自由能。锍在高温下具有相当高的导电率(数值在103~104S/cm范围),且温度系数呈负值,属电子导电。因为熔锍的性质类似金属,因此,在造锍熔炼过程中,贵金属原子进入熔锍而不进入熔渣。并且由于贵金属的电负性及标准电极电位高,贵金属化合物在还原熔炼中将先于贱金属化合物被还原;在氧化性熔炼中将后于贱金属被氧化。因此,在硫化矿的冶炼过程中,贵金属原子**入锍相,后进入粗金属,**后进入阳极泥。造锍捕金-阳极泥处理的工艺流程以铜锍捕金为例,将含金难处理精矿与铜精矿混合,采用氧气底吹炼铜-阳极泥处理的的方法提取难处理金矿中的金。底吹造锍捕金工艺在1150℃~1250℃的高温下,使含金铜精矿(铜精矿和难处理精矿)、石英石、渣精矿等配料,与鼓入的富氧空气在底吹熔炼炉内进行反应,炉料中的硫化亚铜(Cu2S )与未氧化的硫化亚铁(FeS)形成的以Cu2S-FeS为主,并溶有金、银等贵金属和少量其他金属硫化物(如ZnS、PbS)和微量铁氧化物(FeO、Fe3O4)的共熔体——铜锍,而炉料中的脉石成分(SiO2、CaO、MgO、Al2O3)与FeO一起形成液态炉渣(以铁橄榄石2FeO·SiO2为主的氧化物熔体)。铜锍与炉渣并不相熔,且炉渣的密度比铜锍小,从而达到分离。铜锍经过一系列处理之后,铜成为成品——阴极铜,而金、银等贵金属富集进入阳极泥中待回收。含金铜精矿工艺流程某企业含金铜精矿的主要成分见表1某企业铜锍的成分见表2:某企业粗铜的主要成分见表3:由此可见,原料中难处理金矿中的金通过“造锍捕金”技术富集起来,进入铜锍,再进入粗铜,**后在电解工艺中进入阳极泥。阳极泥处理阳极泥处理采用加压浸出、合金吹炼、银电解、金精炼生产金锭、银锭等。阳极泥首先在加压浸出工段经预浸、加压浸出,浸出矿浆经过滤后,滤液返回电解车间,滤渣经过滤、干燥后送合金吹炼工序氧气斜吹旋转转炉。产出的金银合金板,送银电解槽处理。银电解产出银锭及阳极泥,阳极泥采用氯化法生产金锭。阳极泥处理生产金银的工艺流程:某企业阳极泥的主要成分见表4:总结随着矿产资源的不断开发利用,传统易处理金矿资源日渐枯竭,“造锍捕金”能够为难处理金矿中金的提取提供新的思路和方法。与传统方法相比,难处理金矿的提金工艺是以铜冶炼工艺流程为主线,同时富集和回收贵金属,具有环保、**等特点,是未来难处理金矿提金技术的重要解决方案。2022-03-08
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电弧炉与中频炉双联熔炼生产铸铁件的工艺特点及应用优势分析2022-03-08
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工业硅安全生产中几个冶炼岗位的操作职责工业硅生产是铁合金生产中**为精细的一种产业,要求每个操作人员必须经过严格培训,掌握生产个环节的**和工艺要素,做到心中有数。只有这样才能将生产管理规范化、精细化,生产出高品级的工业硅。冶炼工技术操作职责① 保证高温冶炼,尽量减少热损失,使 SiC 的形成和破坏保持相对平衡。② 炉料混合均匀后加入炉内。③ 正常冶炼的操作程序是沉料—攒热料—加新料—焖扎盖。④ 要垂直于电极加料,不要切线加料。料落点距电极 100mm 左右,不允许抛散炉料。⑤ 炉料形状和分布要合理,集中加料后,使料面呈馒头形状,料面要高于炉口 200—300mm。⑥每班接时要捣炉,捣出的黏料捣碎后推到炉心。⑦ 沉料、捣炉时动作要快,不要碰撞电极、铜瓦和水套。⑧ 根据炉料融化情况加料,尽量做到加料量、用料量和出硅量相适应。⑨ 保持合理的料层结构,捣松的炉料就地下沉,不要大翻炉膛。⑩ 使用铁质工具沉料、捣炉时,动作要快,避免融化铁铲和捣炉棒。⑾ 木块等碳质还原剂在加料平台上可单独堆放,沉料结束或处理炉况时先加木块于电极根部凹坑处,然后加混合料盖住。⑿ 仔细观察仪表,协调其他人员用计算机控制电极的压放,使三根电极平衡运行。⒀ 随时了解电炉电流、电压的变化情况,给予适当的调整。出炉工技术操作职责①正常情况下,每班出 3—4 炉,尽量大流量、快出硅。②出炉前先将炉眼、流槽清理干净,准备好出炉工具和材料。③用烧穿器前,要先将钢钎清除炉嘴外的结渣硅,使炉眼保持φ 150mm 左右的喇叭口形状,然后用烧穿器烧开炉眼。能用钢钎捅开时不用烧穿器。④当流量小时,要用木棒捅炉眼、拉渣,用烧穿器协助出硅。⑤堵炉眼前炉眼四周和内部渣滓扒净,用烧穿器修理炉眼至通畅光滑,然后堵眼,深度超过或达到炉墙厚度。⑥堵眼时如果炉气压力过大无法堵塞,要停电堵眼。⑦出炉口和硅包附近要保持干燥,禁止积水,防止跑眼爆炸。⑧精练产品要按方案进行,不可随意改变供气量、精练时间、造渣剂的比例等。精炼时注意安全,防止硅液飞溅、过大氧气回火等事故发生。⑨浇注前要修补好锭模,放好挡渣棒,锭模底部可适当放适量合格硅粒,或涂脱模剂,保护锭模。⑩浇注时,硅包倾倒至硅液快要流出时,稍停片刻,使硅渣稳定,再使硅液从包嘴慢慢流入缓冲槽。⑾工业硅锭冷却到乌红时,用专用吊具从锭模中吊出,转移到冷却间。严禁用水急冷。电工技术操作职责①持证上岗,遵守供用电制度,要求与变电站和生产指挥紧密配合。②电工做到四会:会原理、会检修、会接线、会操作③变压器需要(有载调压除外)换挡、检修或长时间停炉检修时,电炉变压器必须停电。④每隔 2h 要检查一次高压柜(盘)内有无异常,如有焦臭、发红、发热等现象应立即停电,迅速处理。⑤检查和巡视全厂电气设备,各关键部位要心中有数,待计划停炉检修时趁机检修。⑥每月检修时间不得超过 10h,保证设备处于完好运行状态。⑦电炉变压器送电前,要先打开油水冷却器,检查水压不超过 0.15Mpa,出水不烫手。⑧长期停电或大修后的送电,由值班电工、仪表工和生产负责指挥,电流由小到大逐渐送足。仪表工技术操作职责①配电工听从生产负责人和电工指挥,按供用电制度。②做到眼明、耳灵、手快,眼看仪表和电炉,随时掌握电流、电压的变化情况,必要时给予一定的调整,注意电极下滑和铜瓦打弧现象。③送电前先将电极提起 200mm 左右后再合闸送电,待负荷稳定后再下插电极到额定负荷。低负荷送电,满负荷供电。④三相电流要保持平衡,**大波动不超过 20%。⑤送电先合闸后插电极,停电先提电极后分闸。如电极打滑、铜瓦打弧可立即停电。⑥停电时间较长时要活动电极。**小时内每 10 分钟活动一次,后每隔半小时活动一次。⑦如遇电极与炉料黏结,变压器应变为 Y 送电,设法尽快松动电极,待电极周围黏料化开后恢复正常生产。⑧操作电极的倒拔或压放。⑨**、详细地做好各项配电操作记录。转载自:矿热炉2022-03-08
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矿热炉炉型原理及主要零部件装置矿热炉主要用于还原冶炼矿石,碳质还原剂及溶剂等原料。又称为电弧电炉或者电阻电炉。主要生产硅铁,锰铁,铬铁、钨铁、硅锰合金等冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。其工作特点是采用耐火材料作炉衬,使用自焙电极。电极插入炉料进行埋弧操作,利用电弧的能量及电流通过炉料的,因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属,陆续加料,间歇式出铁渣,连续作业的一种工业电炉。1.2 矿热炉的冶金原理矿热炉生产的基本任务就是把金属等有用元素从矿石或氧化物中提取出来。矿热炉生产过程中的化学反应主要是氧化物的还原反应,同时也有元素的氧化反应。矿热炉生产的基本原理是基于选择性氧化还原反应热力学,其本质是所需元素的氧化物与还原剂反应生成所需元素和还原剂中主要元素的氧化物。1.3 矿热炉工艺矿热炉通过加料装置间断加料入炉,捣炉机维护料面,配备开堵眼机或电弧烧穿器等开口设备开铁口,液体合金流入铁水包等容器中,然后运输至模具处进行浇注,冷却后,产品入成品库。铁渣则通过出渣口间歇式排出。1.4 矿热炉分类和用途电耗值随原料成分,制成品成分,电炉容量等的不同而有很大差异。这里是约值。矿热炉主要零部件2.1 主体构造主要由炉体,炉盖、短网,水冷系统,排烟系统,除尘系统,余热处理系统,电极壳,电极压放及升降系统,上下料系统,把持器,烧穿器,液压系统,矿热炉变压器及各种电器设备等组成。2.2 主要零部件及作用炉体电炉炉体由炉壳和耐火炉衬组成。炉壳由炉底板、炉墙板、箍圈和筋板组成,炉壳采用圆形结构,炉壳侧板采用厚钢板,支座为架在混凝土上的槽钢。电炉炉衬的内衬使用高铝质和镁土质、碳质耐火材料;出炉口附近使用一级镁砖及镁质料,结合碳质硅砖等耐火材料砌筑而成。炉壳对炉壳的要求是:强度应能满足炉衬受热而产生的剧烈膨胀,适应炉衬热涨冷缩的要求而且力争节省材料和便于制造。炉壳上面集成着出铁口。炉盖密封炉的炉盖以水冷钢梁作为骨架砌以耐火砖及耐火材料,炉盖顶部的三个电极孔主要是让三相电极把持器贯通炉内,并用绝缘材料使电极把持器与炉盖绝缘。炉盖上设有9个温度计插孔,用保护管插入耐火砖内。将温度计插入保护管内,可测量炉盖内炉汽温度。烟罩烟罩的作用是封闭炉口,遮挡辐射热,收集冶炼反应过程中产出的烟气,改善操作环境。烟罩由盖板、侧壁、炉门、烟罩骨架等组成。烟罩是由钢板和型材焊接成形的,呈六边形。通过烟罩骨架坐在操作平台上。烟气导出管烟气导出管的作用是靠自然压差或除尘器的风机形成矮烟罩内的负压,实现向外排烟的。每台电炉设有2个烟道,烟道是用钢板和型材制作的。烟道由下部水冷段,烟管段、钟罩阀和烟道吊挂组成。烟道下部水冷段座在矮烟罩的梁圈上,它是通水冷却的。烟管段分成若干节,直接通到屋顶外。屋顶外的烟道口上设有钟罩阀,钟罩阀是用来封闭烟道的。钟罩阀是用烟道油缸来开闭的,当需要接入除尘器时关闭钟罩阀,烟气通过三通在风机的作用下将烟气送入除尘器。电极把持器电极把持器是矿热炉的核心设备,它是由导电装置、抱紧装置、压放装置、升降装置和把持筒、电极壳组成。电极把持器主要通过抱紧装置使铜瓦在适宜的压力下贴紧电机壳,保证从短网传来的大电流过集电环或无极电环的集电支承器、导电铜管经铜瓦传到电极上。我国目前的矿热炉装备水平差异较大,使用电极把持器类型较多。目前国内使用的电极把持器如果按照抱紧装置的类型区分。有径向螺钉禁式把持器、大螺栓夹紧式把持器、锥型环式把持器、组合式或标准组件把持器、波纹管式把持器等。把持筒把持筒是把持系统中的重要部件之一。把持筒又称电极外筒,用来悬吊电极把持器和电极,并在操作时能使电极升降。导电装置传统的导电装置一般包括集电环、导电铜管和铜瓦。集电环主要起均压作用,将电流集合起来,然后再分配给导电铜管,以使每根电极上每块铜瓦的电流基本相等. 铜瓦是将电能送到电极的主要部件。铜瓦用紫铜铸造,其内部有冷却水管,铜瓦与电极接触面允许的电流密度在0.9~2.5A/cm2范围内,铜瓦的高度约等于电极直径,铜瓦数量可根据每相电极的电流来计算。电极烧结带是整个电极强度的薄弱环节,铜瓦对电极的抱紧力为0.05~0.15MPa,接触压力来源于电极把持器。采用组合把持器的电极有助于改善电极烧结。电极升降装置电极升降装置是通过提升和下放电极以改变电极位置,调整电极电弧长度来调整电阻,达到调节电流大小的目的。电极升降速度视炉子功率不同而异,一般电极直径大于1m时电极升降速度为0.2~0.5m/min,小于1m时为0.4~0.8m/min。电极升降行程为2.1~2.6m.短网短网是输送低电压、大电流电能的装置,为使他能将取自由电网的能量做有效地输入矿热炉,考虑配置合理的短网的结构形式、选择适宜的短网电流密度,对获得良好的电力运行指标、 节约有色金属用量具有很大的经济意义。短网的主要作用是传输大电流,故短网中的电抗和电阻在整个线路中占很大比重,足以决定整个设备的电气特性,因此必须满足下面几个基本要求。(1) 有足够的载流能力。(2) 尽可能降低短网电阻。(3) 短网的感抗值应足够小。(4) 有良好的绝缘及机械强度。短网补偿矿热炉的系统电抗的70%是由短网系统产生的,基于这个原因,矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上,绝大多数的炉2022-03-08
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电炉钢与转炉钢成本比较1 引言钢铁生产可分为“从铁矿石到钢材”和“从废钢到钢材”两大流程。相对于钢铁联合企业中以高炉-转炉为代表的常规流程而言,以废钢为主原料的 电弧炉炼钢生产具有工序少、投资低和建设周期短 的 特 点 ,因 而 被 称 为 短 流 程 。 近 年 来 ,我 国 废 钢 资源产生量增多,电力条件改善,国家政策导向支持 为电炉钢的发展创造了一定的条件,但电炉钢的发 展仍存在一些制约因素,一是废钢资源质量参差不 齐,二是电炉钢成本竞争力不强,废钢与铁水价差不 能长期支撑电炉钢成本竞争力,国内总体电价水平 较高,石墨电极价格高且波动较大,造成电炉钢成本 控制难度大。钢铁企业排放指标要求越来越严,钢 铁企业排放的污染物 80%来自焦化、烧结等环节,长流程炼钢的弊端日渐明显。系统的比较电炉 钢和转炉钢成本,以及长短流程能耗与排放,可供发 展电炉钢企业参考,具有重要意义。2、电炉钢发展新技术电炉炼钢新技术主要有铁水+废钢冶炼技术、强化用氧技术、伸缩炉盖电炉技术、新型康斯迪电炉 炼钢技术、新型量子电炉炼钢技术等。未来电炉炉 型的发展方向是能实现连续加料、废钢预热、绿色环 保、余热回收及人工智能型炼钢的电炉。目前,我国 康斯迪电炉占总电炉数量 70%左右,建设较早的电 炉企业一般为非连续加料的普通电炉。2.1 伸缩炉盖电炉技术德国福克斯技术公司为实现电炉一篮料操作,开发了伸缩炉盖技术,在普通电炉基础上增加炉壳 高度、增加炉盖的升降行程,有利于缩短非通电时 间、提高生产率。运行效果: 吨钢吹氧小于 30Nm3 /t,天然气 4 Nm3 /t; 电耗 369 kWh/t,电极消耗0.91 kg/t,一篮料加料次数由 40%增加至 54%。2.2 新型康斯迪电炉炼钢技术新型康斯迪电炉,其主要特点及优越性: 炉体称 量装置安装位置,由倾动平台下四个滚轮内,改为安装在倾动平台上方的四个角,依四个称量单元来测 量 工 作 状 态 的 炉 体 重 量 ,该 方 式 安 装 、维 护 方 便 ,故 障率小; 缩短废钢预热段的长度,提高烟气出口温 度; 控制野风的混入,强化预热段内的二次燃烧,保 证出口温度在 800 ~ 900 °C ,抑制二噁英的产生; 电 炉炉底设置底吹装置,在废钢下料区炉底设置底吹 装置,改善熔池钢水温度偏差,缩短冶炼周期; 在废 钢预热段设置挡板,防止电极极心圆偏位。2.3 新型量子电炉炼钢技术新型量子电弧炉优越性: 过程基本不停电,非通电时间1~2 min,高生产率,冶炼周期可实现33~36min; 变压器功率利用率高,约等于 1,减小变压器功 率的匹配; 电耗可以达到 280 kWh/t( 废钢预热 600 °C),电极消耗可以达到0.9kg/t;平熔池操作,电压 闪烁、噪音水平低,可以免用屋顶烟罩; 节能、环保、新型。这种新型电炉结构复杂,国外有部分钢企投 用 ,但 国 内 目 前 无 新 型 量 子 电 炉 投 产。3 成本对比数据选取据相关介绍,量子电炉电耗可达到 280 kWh / t,电极消耗可达到 0.9 kg / t。(1)电极消耗。电 极 消 耗 与 原 料 结 构 、强 化 用 氧 、废 钢 预 热 、连 续加料有关。目前国内外电炉电极消耗 0.91 ~ 4.0 kg/t,配加铁水冶炼时电极消耗低于全废钢冶炼电 炉。全废钢冶炼,电极消耗取 3 kg / t。35%铁水+65%废钢,电极消耗取国内**水平2 kg/t。50%铁水+50%废钢,电极消耗取国内**水平1.8 kg/t。量子电炉,电极消耗取 0.9 kg / t。(2)电极价格。石墨电极价格 10.5~14.5 万元/t,电极直径越大价格越高,电炉钢企业电极直径一般为 400 ~ 550m m ,以 1 4 . 5 万 元 / t 测 算 。(3)电耗。电炉钢电耗取决于原料结构、装备水平、用氧强 度、废钢预热温度、加料方式等因素。目前国内外电 炉电耗 200~480 kWh/t,加部分铁水冶炼在缩短冶 炼周期,降低电耗方面具有显著效果。全废钢冶炼,电耗以 400 kWh / t 测算。35%铁水+65%废钢,电耗以国内**水平250 kWh/t 测算。50%铁水+50%废钢,电耗以国内**水平200kWh/t测算。量子电炉,电耗以 280 kWh / t 测算。2022-03-08
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【技术研究】废载体催化剂中铂族金属回收废载体催化剂中铂族金属回收(recovery of platinum group metal from waste loading cat—alyst),是从含铂族金属的废载体催化剂中进行铂族金属再生的过程。催化剂工业是铂族金属的**大用户,含铂族金属废催化剂数量大,需大批量进行工业化回收。废催化剂有载体催化剂和金属催化剂两类,后者按合金废料中铂族金属回收的方法处理。催化剂载体大多数为Al2O3或Al2O3-Si02,也有活性炭和有机液等。 回收的主要过程是使铂族金属和载体分离,同时得到富集,然后进行精制提纯。回收方法较多,通常采用湿法和火法相互配合的工艺,主要有载体溶解法、铂族金属溶解法、高温氯化法、吸附法、氧化分解法、高温熔炼法、高温焚烧法和机械剥离法等。 载体溶解法 载体溶解法 一种用酸或碱溶解载体使铂族金属留在渣中的回收方法。Al2O3载体多用酸溶,如Al2O3-0.3%Pt废催化剂,用含硫酸50%的溶液在403~405K温度下浸出1h,Al2O3以硫酸铝形式进入浸出液,铂族金属残留渣中。过滤后的残渣经煅烧得到含铂12%~18%的煅烧物,铂回收率98.9%。SiO2载体采用碱溶解,如SiO2-Au0.2%-Pd0.5%废催化剂,用含Na0H20%溶液,在Na0H与SiO2的量比为1:1.5、343~353K温度的条件下溶解SiO2,铂族金属残留在不溶渣中。不溶渣送钯精炼和金精炼,金、钯的回收率分别达95%。该法的优点是含铂族金属废催化剂不需要经过预处理,回收流程较短;缺点是化学试剂消耗大,固液分离困难。 铂族金属溶解法 铂族金属溶解法 一种用溶剂只溶解催化剂中的铂族金属,而少溶解或不溶解载体物质的铂族金属回收方法。为使铂族金属能有效溶解,先烧除催化剂中的积炭和有机物质。煅烧后废催化剂表面的铂族金属处于高度分散状态,比纯金属容易溶解。如Al2O3-SiO2-Pt0.3%的废催化剂在1173~1423K高温下煅烧4h,使载体中γ-Al2O3转变为不溶于酸的α-Al2O3,然后在含盐酸5~6mol/L溶液和氧化剂存在下加热至沸腾温度浸出3h,铂进入浸出液,浸出率在98.5%以上。浸出液送铂精炼生产纯铂,铂回收率为97%。对载体为SiO2的含铂族金属废催化剂,可不经预烧直接在盐酸溶液中加入氧化剂进行浸出。如含SiO2-Au0.2%-Pd0.5%的废催化剂,放在含盐酸1~3mol/L的溶液中加入氧化剂(如NaClO),加热至沸腾温度浸出3h,金浸出率98.8%,钯浸出率98.3%,浸出液再分别按金精炼和钯精炼方法精制提纯。该法化学试剂消耗少,金属回收率高,生产成本低;缺点是铂族金属仍少量(20~70g/t)残留渣中需再加回收。 高温氯化法 是根据铂族金属氯化物易挥发的特点,用氯化剂Cl2、CO-Cl2、CCl2-C02、CCl4-N2、HCl、.AlCl3等在高温下和废催化剂作用,使铂族金属生成氯化物挥发,达到与大量载体分离的目的。如10kgAl203-Pt0.3%-Pd0.1%废催化剂,在523K温度下通入含CCl220%和C0280%(体积)的混合气体氯化3h,所得铂族金属氯化物用水吸收,吸收液含铂29.4g、钯9.68g,铂回收率98%,钯回收率99%。该法的回收流程简短,金属回收率高;但氯化设备投资较大,须采用耐腐蚀耐高温的结构材料制造。 吸附法 是一种从以有机膦化合物为配位体的贵金属配合物废催化剂溶液中回收铑的方法。用活性炭、离子交换树脂等吸附剂吸附废催化剂残液和浸出液中的铑或铑配合物,然后焚烧吸附剂以回收铑。方法简单,铑回收率高达95%以上。氧化分解法 用强酸、氧气或氧化剂破坏废催化剂使铑呈Rh抖进入溶液,或以固体颗粒从残液中分离,前者可有98%的铑进入水溶液。如用硝酸和H202于313~333K温度下氧化分解丙烯氢甲酰化制正丁醛的蒸馏残渣,可使其中98%的铑进入溶液。高温熔炼法 高温熔炼法 是一种用贱金属捕集铂族金属的回收方法。如以Al203或Si02为载体的废催化剂经磨细后加入原料质量10%的助熔剂(Ca0、CaF2、Ba0、Fe203、MgO、Ti02等),原料量2%~10%的捕集剂(铁、镍、铜、铅、铝等)混合均匀后,在等离子电弧炉中于1773~2033K高温下熔炼30min,铂族金属即富集于熔融金属层,回收率(质量分数ω/%)分别为:铂53~96,铑35~98.9,钯62~96。该法常用以处理汽车尾气净化的废催化剂,具有回收流程简短,化学试剂小消耗少,生产成本低等优点;但也存在中间产物多,金属回收率不高,从熔体金属中提纯铂族金属的工艺比较复杂等问题。 焚烧法 较适用于从以活性炭为载体的废催化剂和均相催化剂中回收铂族金属。废催化剂在1073~1373K温度下通入空气燃烧,活性炭生成C02气体,铂族金属留于烧灰中。如一种含钯0.3%的活性炭催化剂,在焚烧炉中于1273K温度下鼓入空气充分燃烧,得含钯约80%的烧灰。烧灰通氢还原,再按钯精炼方法精制提纯,钯回收率为95.9%。该法工艺简单,试剂消耗少,金属回收率高;缺点是烧灰中钯被铁杂质污染,提纯时需增设除铁作业。均相催化剂的处理和前述的吸附法相同。 机械剥离法 含铂族金属废催化剂的特点是活性物质铂族金属存在于固体颗粒的表层,中心部分为不含铂族金属的载体。在外力如球磨、振动、输入强力空气等作用下,将废催化剂颗粒表层磨成细粉,然后筛出细粉以回收铂族金属。如Al203-0.2%铂废催化剂加水后,在振幅40mm、频率300次/min的振动机上振动1h,然后用20目筛子筛出细粉,再按铂精炼方法提纯,铂回收率为97.6%。该法工艺简单,化学试剂消耗少,生产成本低;但技术难度大,操作不易控制。2022-03-08