基礎原材料工業之一鐵合金,主要是用在鋼鐵行業。在生產鐵合金的過程中產生大量鐵合金爐渣,導致占地面積大,周圍環境形成污染,且流失大量可利用能源。隨著國家環保要求和節能減排要求的提高,我國鐵合金行業除了在生產裝備、工藝技術水平等方面革新之外,更注重環保和三廢的處理利用。鐵合金爐渣的綜合利用和回收是影響鐵合金行業有序發展的重要因素。
鐵合金爐渣的來源
鐵合金生產方法按照設備分主要為電爐法、高爐法、爐外法、轉爐法等。多數鐵合金生產采用礦熱電爐電熱還原熔煉。在鐵合金生產中,爐料加熱熔化后,通過還原反應,其中的氧化物雜質和鐵合金分離后形成爐渣。
鐵合金電熱還原過程分為無渣法和有渣方式兩種,由生產鐵合金時形成的相對渣量而確定的無渣過程的鐵合金熔煉,通常指渣量不大,大概為金屬的3-10%。無渣過程的爐渣由礦石、精礦、非礦物材料中為數不多的氧化物以及熔煉時未還原的氧化物組成。有渣過程則是伴隨大量爐渣、錳鐵、硅錳、鉻鐵、鎳鐵等多數鐵合金生產過程中有大量爐渣生產。鐵合金爐渣渣量大小與產品品種、原料品位、生產工藝等密切相關。
鐵合金爐渣綜合利用現狀
伴隨鐵合金產量的增加,爐渣量持續增加,對環境造成的危害越來越大,對爐渣的綜合利用受到的重視越多。上世紀80年代國家就開始注重鐵合金爐渣的處理和利用,作為再生資源,鐵合金爐渣廣泛應用于冶金、農業、建筑、機械制造等等的領域。
鐵合金爐渣的直接回收利用
多數鐵合金爐渣中含有一定量的金屬元素可用成分,根據其理化性質進行有效回收利用,增加鐵合金爐渣的使用量,能提高元素回收率,提高經濟效益。
鐵合金爐渣采用的是磁選或者重選的方法進行合金的回收。
鐵合金爐渣返礦用于鐵合金的生產,可大大提高合金元素回收。像是錳鐵渣、硅錳渣、金屬錳渣等通常作為原料用于冶煉硅錳合金、低磷錳鐵以及復合合金等。不同配比等得到成分不同的鐵合金。
鐵合金爐渣還可用于煉鋼和鑄造生鐵中。硅錳渣、硅鈣渣等鐵合金爐渣含有大量的氧化鈣和氧化鎂等有助于脫硫的成分,可將其作為煉鋼脫硫劑來使用。金屬錳渣用于煉鋼,如在熔煉碳素鋼和低合金鋼時,在還原期加入金屬錳渣,可使鋼有效脫硫,不用錳鐵就能生產出合格的鋼。硅鐵渣可用于煉鋼脫氧,可降低硅鐵的消耗,同時達到提高鋼質量和節能的效果。
在鑄造行業中,將硅鐵替換成硅鐵渣,并和生鐵一起加入到化鐵爐中,能夠取得好的效果。表明鐵合金爐渣可用于鑄造生鐵冶煉。
鐵合金爐渣綜合利用發展新趨勢
隨著可持續發展和循環經濟理念的深入,鐵合金爐渣綜合利用需要遵循“減量化、再利用、資源化”的原則,形成再生循環利用的經濟模式,保護環境,實現社會、經濟與環境的可持續發展。
爐渣顯熱回收方向。這些爐渣不僅影響環境,造成資源的浪費,且浪費大量的熱能,鐵合金廠每產生一噸熱渣所消耗的能量可折合到260公斤以上的焦炭和250公斤左右的水。顯熱回收是鐵合金爐渣綜合利用的重要方向。
制備高附加值產品。當前對鐵合金爐渣簡單的填埋處理、制備普通的水泥、建材等利用方向,遠遠達不到滿足當前國家的環保要求和持續發展要求。利用鐵合金爐渣生產微晶玻璃、礦棉等高附加值產品是當前也是今后鐵合金爐渣綜合處理的重點方向。