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冶炼技术范文1
【关键词】纯净钢；在线检测；转炉；精炼；连铸
前言
所谓洁净钢一般是指钢中杂质元素磷、硫、氧、氮、氢（有时包括碳）和非金属夹杂物含量很低的钢。对于钢性能要求不同，洁净度所要求控制的因素也不相同。
洁净钢的生产工艺由铁水预处理、炼钢、钢水炉外精炼、连铸等多个工艺环节组成。在纯净钢的冶炼过程中，为获得成品钢材的高延展性、高塑性应变以及优良的表面性能，要求钢中碳、氮、氧含量尽可能低；为了生产高强度、高韧性、优良低温性能、更高的抗氢断裂的高质量钢材，要求钢中低硫、低磷、尽可能低的氮、氧、氢和一定的Ca/S比等。
1、脱硫站铁水硫、硅的在线检测技术
铁水脱硫是生产洁净钢的第一个工艺环节，对后序工艺的生产及成本有重要的影响。国外钢铁厂生产洁净钢时，一般将铁水中的[S]脱至0.008％－0.010％以下。现实生产中相对较慢的取样分析手段使得脱硫站的生产效率低，成为冶炼生产过程中的瓶颈，然而在线定硫技术能很好地解决这个问题。
铁水定硫技术的原理是根据铁水热力学，铁水中硅、碳、硫、氧及温度存在一定的函数关系：
lg[Si]=f（E，T）
lg[S]=f（E，Si，T）
式中E－铁水中氧电势，T－铁水温度
通过测量铁水中的氧电势E和铁水温度T，就能直接测量铁水中的硫、硅，为炼钢工作者提供测量依据。
使用铁水在线定硫技术可以节省取样分析时间4－10分钟、提高脱硫站的生产效率，节约脱硫喷吹反应物消耗，提供精确可靠硫、硅含量，为下道工序的配料提供依据，进一步促进后道工艺控制。
2、转炉副枪钢水氧、碳、磷的在线检测技术
纯净钢在转炉的冶炼中，转炉副枪系统是不可缺少的高效自动检测手段。副枪系统的目的是为了配合转炉的动态控制模型达到终点命中，也就是温度和碳的终点达到目标值。使用副枪系统能获得炼钢所必须的成分和温度的数据，达到自动的终点控制、缩短吹炼时间提高生产效率、减轻转炉操作工的劳动强度、减少炉衬耐材的消耗、节约能源、良好的过程控制、节约脱氧剂等加入量、减少喷溅等多种经济效益。
副枪在测量过程中，使用2种探头，一种为TSC型探头，用于吹炼过程中的测量，测量转炉过程的温度、碳含量并取样，根据TSC测量结果进行转炉冶炼动态模型计算。另外一种为TSO型探头，用于终点控制，测量钢水的温度，氧含量，碳含量，液面高度并取样，判断是否到达吹炼终点。
洁净钢的生产，对磷的控制也非常严格，一般要求磷含量控制在50ppm以下，由于传统转炉终点磷含量预测精度不能满足生产要求，一般钢厂只能依靠分析试样获取磷成分信息，存在磷含量信息获取的滞后性，影响转炉冶炼周期，或者需要增加石灰等脱磷物料的消耗以保证转炉终点磷含量满足于钢种要求。
目前最新的副枪定磷技术，是基于钢水中磷含量与钢水的温度、钢中氧含量、炉渣温度、炉渣氧含量、渣量、铁水成分存在特定的函数关系：
P％=f（Tsteel，Tslag，Osteel，Oslag，渣量，铁水成分等）
当副枪TSO探头测量时，能测量得到钢水的氧含量和温度，当副枪TSO探头提升时，能测定渣中氧和温度，并且由钢厂控制系统可获得铁水的原始成分及渣量（渣层厚度），通过这些数据获取就可计算出钢水的磷含量。
3、精炼炉钢水游离氧、酸溶铝、渣氧的在线检测技术
洁净钢的精炼过程，就是创造最佳的热力学和动力学条件，减少夹杂物的生成数量、促使其上浮，尽量减少钢中杂质元素的含量，严格控制钢中的夹杂物，包括夹杂物的数量、尺寸、分布、形状、类型，以达到减少钢中溶质元素的含量的目的。所以，精炼过程中的元素含量的检测和控制就显得非常重要。
控制钢水中的氧含量是非常重要的，特别是了解钢水中的氧活度，对提高产品质量，降低生产成本有巨大的作用。
3.1定氧技术
以成功的定氧技术为炉外精炼在线检测的发展提供了保证。定氧探头以氧电池来测量钢液中氧电势，测温探头来测量钢液的温度，根据能斯特公式计算出钢液中的氧活度。其原理如图1。
精炼过程中无需取样分析，而且直接测定的是取样所不能分析的钢中氧活度，能更好判断钢液的质量。除了能直接测定钢水的氧活度外，该探头还扩展了其的应用。
3.1.1精炼炉内定氧定铝
其原理是钢液通过铝脱氧后，钢液内的氧活度与酸溶铝是平衡的，测量钢水温度和氧电势，能计算出钢液中的酸溶铝含量。根据计算公式，氧电势必须具有极高的精度才能保证酸溶铝的精度。幸运的是，贺利氏电测骑士公司生产的氧电池定氧的范围：1-1000×10-6，氧电势能保证±2mv的精度，保证测定的酸溶铝精度在3%以内，基本与光谱分析相同，图2表示探头检测与实验室分析酸溶铝精度的比较，从图上可见，两者达到非常好的相关性。
因此可以不用取样分析，在6秒的时间内直接读出酸溶铝含量，通过在线快速定铝，快速调整铝含量，达到目标铝含量，从而保证有足够的时间进行底吹氩搅拌的操作，夹杂物能充分上浮，提高钢的纯净度。其应用：
1）吹氩站的快速定氧定铝：吹氩站在目前的炼钢生产过程中起到调节生产节奏，调整和均匀温度、成分，提高钢水的纯净度等作用。吹氩站配置喂丝机，通过喂铝丝进一步脱氧及合金化，喂硅钙丝改善夹杂物形态等。由于生产节奏快，取样分析需要很长的时间，因此国内许多钢厂的吹氩站用定氧来定铝，不仅得到氧活度，而且知道酸溶铝含量，从而能快速进行补喂铝丝，达到目标成分。从而有更多的时间来进行吹氩处理，提高钢水的纯净度，许多研究结论表明：足够的吹氩时间是必须的，能促使夹杂物上浮，钢水中氧化物夹杂进一步减少。
2）LF内氧活度和酸溶铝的控制：LF炉内除了能测定钢中的酸溶铝的功能外，通过测定钢中氧含量，从而调整工艺，提高脱硫能力。众所周知，钢中的氧含量的高低与脱硫反应密切相关。
3）RH内氧含量的控制：RH内通过C-O反应生成CO，由于真空反应罐内CO的分压小，脱碳反应彻底，能进行深脱碳。当然控制钢水内的氧活度非常关键，不仅能提高脱碳效率，同时能提高合金化的效率，从而提高钢水质量。目前定氧技术已在RH上成熟运用。
3.2精炼炉内（FeO）测量
炼钢就是炼渣，了解炉渣的特性对提高精炼的效率是非常有效的。炉渣型定氧探头能快速测量炉渣中的（FeO）或（FeO）+（MnO），直接判断炉渣的氧化特性，可快速调整炉渣，提高精炼炉的效率。而如需取样分析则需几个小时，不能起到指导生产的作用。（FeO）探头的测量范围：0.5-30%，能满足定量检测炉渣的要求。炉渣定氧技术有极高精度，图3表示渣氧探头非常高的重现性。由于能定量分析炉渣的氧位，为调整炉渣，提高炉渣的脱硫能力，减少连铸过程中的铝的损耗有非凡的意义。LF处理过程中炉渣的调整的作用：
1）提高炉渣的脱硫能力：许多研究表明通过控制钢水和炉渣的氧位，能显著提高炉渣的脱硫能力：
炉渣中（FeO）含量对炉渣的脱硫能力和脱硫的效率有很大的影响。同时通过配置精炼渣，控制炉渣的厚度（即用量）也能减少浇注过程中铝的损耗，也就是减少过程夹杂物的产生。渣层越厚，浇注过程铝的损耗越大。
4、精炼炉、中间包钢水氢、氮的在线检测技术
4.1在线定氢技术
溶解于钢中的氢的析出是造成缩孔、白点、发裂、不同类型气泡等缺陷的主要原因；溶解于钢中而未析出的氢气会降低钢的强度极限、断面收缩率、延伸率和冲击韧性，其中后三者的降低更为严重。钢中氢在大多数情况下对钢的性能是有害的，一般来说，洁净钢氢含量要求控制在
在线定氢的原理是通过循环泵向钢液内吹入载气氮气，气体通过钢液时，钢液中的氢向循环气体内扩散，再通过多孔透气塞把气体吸收进循环管内，经过不断循环，直至氮气和氢气达到饱和平衡。通过分析混合气体中的氢分压，就可以计算钢液中的氢含量。
一般来说，分析氢含量必须先取样，送实验室进行分析，且分析时间长，不能作为指导生产上使用的常规方法。在线定氢系统能在40－70秒内测量出钢液中的氢含量，可以为炼钢工作者提供氢含量的可靠依据，从而指导常规生产。
4.2在线定氮技术
钢水氮的在线检测能直接测量液态钢水的氮含量，其原理是通过使用氦气及氮气的混合气体的载气，在开路系统中循环，根据热传导率的不同，测量混合气体的热传导率，从而测定钢水中氮含量。
5、连铸清洁取样技术
一般的成品样都在连铸中间包内完成，保证成品样不受污染，真正代表钢水的洁净度。目前最先进的全氧取样技术，在取样过程中采用氩气吹扫，真空技术及氩气冷却，保证所取试样不受二次氧化，表明呈金属银亮色，用来分析钢水的氮、氢、全氧等。
6、结语
冶炼技术范文2
关键词：钢铁冶炼；节能技术；节能减排
能源是一个国家经济发展和社会进步的物质基础，经济的发展也使得整个社会对能源的需求越来越多，很多能源都属于是非可再生型的类别，所以当前我国也面临着比较严重的能源危机问题。而钢铁产业又是社会发展中非常重要的一个行业，所以在这一过程中，发展钢铁冶炼系统节能技术就有着十分重大的社会意义。
1 我国钢铁冶炼系统节能现状
1.1 钢铁冶炼系统建设取得了十分骄人的成绩
最近几年，我国在经济发展的过程中对钢铁行业有着非常高的实际需求，但是钢铁行业的发展对能源的消耗也日渐增多，在这样的情况下也提出了更加严格的节能减排的要求，钢铁行业在发展的过程中也在积极的贯彻和落实这项政策，同时节能减排的意识也在逐渐的深入到企业管理者的思想意识当中。在国家的统一规划和部署当中，一定要更加深入的去执行相关的标准和要求，利用所有的有利条件，对我国的能源结构和能源政策进行有效的改革。其次就是钢铁产业在发展当中一定要学习和引进其他国家比较先进和完备的技术经验和管理经验，重视产品消耗的改善，在这一过程中还要重视的一点就是能源的二次利用。相关数据显示采用最为先进的技术能够产生非常好的节能减排的效果。而这些技术的应用也使得钢铁行业对环境所造成的不利影响也正在减弱，在这一过程中我们也要知道，钢铁行业自身的发展也存在着非常强的不平衡性，所以从整体的角度上来说，环境保护工作还是一个任重而道远的问题。
1.2 和国外相比还存在着比较大的差距
我国钢铁行业发展的形势存在着非常强的不均衡的特征，一些企业在节能环保上已经有了非常先进的技术，但是有一些企业和国际先进水平相比还有着非常大的差距，而这种差距主要体现在以下几个方面：首先就是水的利用，水资源的利用效率和新水的消耗总量存在着非常大的差距。其次是体现在治理程度上，很多国外的企业在钢铁生产中治理污染的领域更加的广阔，同时治理更加的彻底，这是我国一些钢铁企业无法达到的。再次就是装备的水平上，当前我国很多的企业在实际的工作中生产设备的性能上和国外的先进企业相比有着非常大的差距。最后一点是在理念上还是存在着比较大的差异，在我国，很多钢铁企业在管理模式上和国外的企业相比明显是比较落后的，在这样的情况下，我国钢铁企业节能技术的应用效率也不是非常的高，所以在钢铁企业生产的过程中会出现较大的污染，同时这种情况也不是非常容易处理，这样一来也使得能源的消耗明显增加。
1.3 技术节能成为了主要的节能方式
在生产的过程中，节能的方式有很多种，在这些节能方式中，技术节能是非常关键的一个方式，这种节能方式对钢铁产业的节能业有着非常显著的作用，技术节能的高度发展可以十分有效的降低钢铁企业生产成本，同时对企业整体结构和经营策略的调整也有着十分重要的作用，当前，我国对钢铁企业的节能减排工作明显提出了更加严格的要求，想要达到这一目的，在实际的工作中，一定要不遗余力的去普及节能技术，所以从这个层面上来说，钢铁企业在发展的过程中必须要不断的对钢铁冶炼行业的每一个环节都予以高度的重视，对技术进行改进和创新，使用新型的节能技术，从而也很好的减少了生产过程中产生的污染和能源消耗，促进我国钢铁企业的健康发展，同时还要使用新的设备，工欲善其事，必先利其器，所以良好的设备也是实现这一目标所必不可少的。
2 钢铁冶炼系统常用的节能技术
2.1 转炉实现负能炼钢
实现负能炼钢主要在能量的消耗和回收这两个方面做文章。使用转炉就是降低能耗的手段之一，一是可以降低电力资源的损耗，二是可以降低氧气的损耗率。在降低能耗的同时要强化煤气和蒸汽的回收，目前我国在这一方面还有很大的提升空间。另外要注重优化工艺，具体的说一是要提高供氧强度。供氧强度一般为炉容比、造渣工艺所影响。二是提高成渣速度，这和供氧强度关系密切。三是复吹工艺优化。复吹可以延长回收的时间，这是提高回收量的直接手段。四是采用计算机控制。采用计算机控制更加精准，有利于实现负能炼钢。
2.2 蓄热式轧钢加热炉技术
蓄热式加热炉应用比较广泛，它的优点也比较显著。一是通过回收余热可以降低燃耗。二是采用蓄热式加热炉对环境污染较小，特别是大大降低了氮氧化物的排放量。三是蓄热式加热炉与传统加热炉相比，在炉内不同部位的温度一般不会出现相差很大的现象。四是蓄热式轧钢加热炉的科技化含量高，维修率低，降低了工人的劳动强度。五是通过使用蓄热式加热炉可以大大提高燃烧温度。六是应用时燃烧噪声较低，改善了工作环境。正是由于蓄热式加热炉的这些优点，使得它迅速在我国钢铁企业中推广使用。
2.3 干熄焦技术
干熄焦与湿熄焦的直接区别就在于是利用水还是利用稀有气体来进行熄焦操作。由于干熄焦使用稀有气体，仅从对水资源的消耗上来看，干熄焦就有着先天的优势。一是可以节省用水量，这是一项非常重要的指标。二是由于水参与冶炼过程，必然会增加污染物的排放，例如氰化合物、硫化物等等，这些物质既危害环境又腐蚀设备。三是由于稀有气体的稳定性，采用干熄焦的焦炭质量比湿熄焦要高很多。
2.4 高炉煤气余压透平发电装置
高炉煤气余压透平发电装置是一种回收装置，主要用于将高炉炉顶煤气的压力能转化为电能，这种发电方式不但降低了环境污染，而且还有利于稳定炉顶压力，可谓一举多得。在实际应用中，配合高炉煤气干法除尘装备可以取得更加显著的效果，提高发电的效率。
结束语
钢铁冶炼能耗大已是共识，面对十二五规划中对钢铁企业节能减排的硬性指标，如何有效地进行技术更新，达到节约能耗的目的是所有钢铁企业都必须要研究的问题，而事实上我国钢铁企业通过技术革新已经在很多方面取得了进步，但是发展还不均衡，很多新技术还未推广应用，仍有较大差距。
参考文献
[1]尧云刚.冶金工业用电降耗途径分析[J].科技传播，2010（17）.
冶炼技术范文3
关键词：铜铅锌冶炼厂；环境污染；治理
中图分类号：TE08文献标识码： A
引言
对有色行业，特别是铜铅锌冶炼行业进行技术改造和提高环保技术水平是降低污染、减少污染，做到增产不增污的根本途径。
1、污染状况
1.1、废气污染
在铜铅锌冶炼厂中排放的烟气中含有二氧化硫，氮氧化合物以及铅、锌、砷、镉、汞等金属化合物及粉尘，还有部分未燃烧完全的儿粉及碳黑。每年被烟气带走的金属的粉尘数量巨大，其中含铜、铅、砷、镉、汞。在气体污染物中，以二氧化硫对大气污染最为严重。厂区大气中二氧化硫平均浓度超过国家标准1~4倍，含铅超标，有的操作岗位附近空气中含铅浓度超标，因此，从事炼铅作业的职工几乎很容易铅中毒，同时砷的污染也很严重。
1.2、水质污染
每天排放污水量飞非常大，每年从污水中排放的重金属特别多，包括铜、铅、锌、隔、砷。污水中这些元素的含量大部分都超过排放标准，直接排入明渠，灌溉农田，使农作物遭受严重污染，尤以镉的污染危害最为明显。例如，铅、锌冶炼过程中排放的含镉污水，每年排放镉量高达十余吨。会污染土壤，土壤中含镉量致使农作物含镉高；另一方面，这些废水排入江河，也对水产资源造成严重破坏。
1.3、废渣污染
每年产生的废渣，包括铜渣、铅渣，锌渣，弃渣每年含锌、铅、铜数量非常高，此外由于锌生产设备不平衡，锌浸出渣不能全部返回回转窑处理，这些废渣不仅损失了大量金属，也造成了污染农田、土地的恶果。
1.4、噪声污染
噪声污染是工业发展中的一个新问题，当噪声超过80分贝时，对人体健康就有危害，进行铜铅锌冶炼的时候噪声污染也很严重。严重影响到人们的身体健康。
2、有色行业污染现状和存在问题
2.1、有色行业仍为“三废”污染的大户
早年的资料可以知道，当年有色企业工业废水排放量为3.9亿t，占全国工业废水排放总量的1.71%，有色行业废气排放量为3778亿m3，其中SO2为53.8万t，占全国SO2排放量的2.9%；有色行业固体废弃物产生量为7721万t，占全国的7.2%；固体废弃物累积储存量达16.82亿t，占地面积8513.59万m2。随着工业废水带到环境中的有害物质汞年排放量为6.86t，铜93.02t，铅286.24t，砷159.12t；此外还有564.50t铜、2005.40t锌等有价金属随着废水排人环境中。有色行业中铜铅锌重有色冶炼企业的工业废水排放量为1.95亿t，占有色行业的50%；工业废气排放量为747亿m3，占有色行业的20%；SO2的排放量为43.7万t，占有色行业的81.3%。可见，有色行业是我国产生“三废”污染的大户，其中尤以铜铅锌企业为甚。
2.2、存在一些典型污染物且情况较严重
在工业废气方面，虽然重金属重冶炼高浓度SO2回收装置已基本配齐，大中型直属企业进厂原料硫利用率逐年有所提高，但1997年仅达到77.52%，主要是由于部分地区以铅烧结烟气为代表的低浓度SO2未能综合利用，每年铜铅锌企业SO2外排量仍达43.7万t，相当于可制硫酸65万t；其次，有色行业烟尘、粉尘的排放情况与往年相比虽有所改善，但在铜铅锌企业中仍处于净化效率低、严重影响环境空气质量的状况。
在工业废水方面，虽然废水复用率和达标率逐年提高，1997年仅达到72.85%，与国家要求的复用率在85%以上的水平差距较大，同时根据最新的企业上报环境监测数据统计：工业废水中一、二类污染物存在排放量增加的趋势，其中六价铬、汞及二类有机污染物排放量明显增加；在浓度指标方面，总铅、总汞、挥发酚超标程度加剧。企业采用一些老、旧、低效的处理工艺和设备是造成上述现象的主要因素。
在工业固体废弃物方面，固废综合利用率没有大的提高，1997年为7%，但与全国的平均30%相比差距很大。根据国家环保局在全国开展的首次工业固体废弃物申报登记工作的统计结果，有色行业位于全国产生固体废物的10个最多行业之列，其中有色金属冶炼及压延加工业、有色金属矿采选业分列产生危险废物最多的10个行业中的第2、3位。
2.3、有色行业的发展将受环境的制约
随着国民经济的发展，有色金属产量增加，所需资源、能源消耗量会随之增加，这将对环境造成极大的压力。根据宏观综合排放系数法计算预测，如有色金属产量保持600万t，废水排放量将达40050万t，SO2排放量60万t，固体废物产生量8500万t，粉尘排放量13万t。如果不尽快解决目前有色行业技术装备总体水平落后、能源结构不合理、工业污染控制技术水平低的局面，有色行业的环境污染问题将更加突出，从而严重制约有色行业的发展。
3、对策
3.1、有效地利用资源
目前，世界先进国家的重有色冶炼厂的综合利用率均在80%以上，综合利用程度比我国高得多。我国各重冶企业的综合利用发展很不平衡，差的企业其综合利用率只百分之十几，甚至更低；搞得较好的株洲冶炼厂，1980年综合利用率也只达68.24%。因此各有色冶炼企业尚需进一步努力搞好综合利用，尽量做到`使用较少的原料，生产较多的金属产品，以充分利用国家资源。
特别是铜铅锌冶炼原料中的稀散金属都是现代科学技术必不可少的重要材料，如锗、镓、锢、硒、碲、砷等。但这些稀散金属大都没有本身的单独矿床，而是伴生于铜、铅、锌等有色金属矿物中，因此在铜铅锌冶炼过程中综合回收稀散金属就具有更重要的意义。
3.2、硫烟混合制酸和汞的回收
一般铅烧结烟气含SO2浓度为1~2.5%，不能单独制酸，若采用吸收净化法，则设备复杂，吸收剂昂贵，还需处理吸收物，经济效果差。铜铅锌冶炼综合建厂，就可采用锌沸腾焙烧高浓度硫烟(SO26~8%)和铅烧结低浓度硫烟混合制酸，这种方法技术可行，铅锌共一套制酸系统，投资少又便于管理，经济效果好。当然，改进烧结工艺，如采用鼓风烧结，亦是提高铅烧结烟气SO2浓度的一个有效办法。
铅锌精矿中均含有汞，某些锌矿中含汞还较高，株冶使用的锌精矿平均含汞0.0028%；韶冶处理的凡口铅锌混合精矿平均含汞0.053%，按年产5万吨铅锌计算，所处理的原料中含汞量每年可达几十吨，在冶炼过程中，由于受高温氧化作用，绝大部分的汞随烟气进入烟尘、酸泥、污水和硫酸中。韶冶成品酸的汞含量达100ppm，制酸尾气含汞也高(约0.24毫克/m3)，含高汞硫酸销售后，可能产生汞的再次污染。因此必须解决从锌焙烧(或铅烧结)烟气中综合回收汞的问题。韶冶于1980年9月装备一套用碘络合法从制酸烟气回收汞的工业试验设备。目前能处理烟气量为40000~45000(m3/h)，按含汞40(毫克/ m3)计算，每天吸收汞39~40公斤。这种方法的技术经济效果较好，所产硫酸和排放尾气含汞均达到标谁，可进一步加以完善，推广。
3.3、关干稀散金属的综合回收
近几年来，大多数铜铅锌冶炼厂对稀散金属都作了综合回收的试验，并进行了生产，但普遍存在综合回收率低，产品质量不够稳定的现象。笔者认为，除存在技术问题外，更主要的是由于各工厂普遍存在重主产品，轻综合回收所致。稀散金属生产长期无全国统一规划，其产量在工厂里属软指标，能收多少算多少，致使稀散金属白白流失，既浪费资源，又污染环境。此外，某些稀散金属的应用，尚需进一步研究和推广。要搞好铜铅锌冶炼厂稀散金属的综合回收，首先是对稀散金属的生产和应用要有个全国的统一规划，根据各厂实际，发挥各自的优势，制定每年生产的品种、产量和综合回收计划，工厂要象完成主产品一样完成稀散金属的各项指标。二是要组织有关研究院所和工厂，进一步研究和推广稀散金属的应用以及提取稀散金属的经济工艺，以提高质量，扩大品种。三是工厂要千方百计提高稀散金属的综合回收率，增加产量，加强管理，减少消耗，降低成本，尽量降低销售价格。
3.4、工业废水的处理
目前我国大多数铜铅锌冶炼厂的工业废水，普遍未加处理排放，其中含有重金属离子氯、氟及酸等，造成水源的严重污染，危害工农业生产和水产业，严重影响人民的身体健康。我们认为，采用分段沉清和集中处理相结合的方法，即先在各生产车间建设简易沉清池，分段沉清，全厂建筑总废水处理站。工业废水先进人简易沉清池，自然沉清或加混凝剂，凝聚沉清，沉渣掏出自然千燥后，按含不同的金属分别送归各系统进行回收。上清液尽量循环使用，不符合循环使用要求的才排送总废水处理站，以减少总废水的处理量。
结束语
铜铅锌冶炼厂对环境的污染情况有待进一步提高，所以需要不断的完善各个方面的条件，采取相应的措施针对存在的问题，从而降低环境污染。
参考文献
[1]杨晓松，殷志伟，许国强.铜铅锌冶炼厂环境污染治理及其技术对策[J].有色金属，2000，01:94-96.
[2]梁彦杰.铅锌冶炼渣硫化处理新方法研究[D].中南大学，2012.
冶炼技术范文4
关键词：废铅蓄电池 ，铅回收 ，污染控制，最佳可行技术
Abstract: this paper holds lead recovery smelting process best feasible process flow, best feasible process parameters and disposal system integrated control, pollutants cut and pollution prevention measures and technical and economic applicability and five aspects, of the lead recovery smelting pollution control holds the best feasible technology to make full demonstration, in the lead battery recycling waste disposal facilities lead in the construction of technical options, engineering design, engineering construction, operation, supervision and management of facilities to work has the important meaning.
Keywords: waste lead batteries, lead recovery, pollution control, best feasible technology
中图分类号： TM912 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
我国的废蓄电池再生铅生产技术研究起步较晚，无论从技术水平还是装备水平来看与发达国家相比还有较大的差距。废铅酸蓄电池铅回收的主要工艺可分为火法、湿法和火湿联用法三大类别。其中火法冶炼工艺可分为无预处理混炼、无预处理单独冶炼和预处理单独冶炼工艺。
无预处理混炼就是将废铅酸蓄电池经去壳倒酸简单处理后，进行火法混合冶炼，得到铅锑合金。该工艺金属回收率平均为85~90%，废酸、塑料及锑等元素未合理利用，污染严重。
无预处理单独冶炼就是废蓄电池经破碎分选后分出金属部分和铅膏部分，二者分别进行火法冶炼，得到铅锑合金和精铅，该工艺回收率平均水平为90~95%，污染控制较第一类工艺有较大改善。
预处理单独冶炼工艺就是将废蓄电池经破碎分选后分出金属部分和铅膏部分，铅膏部分脱硫转化，然后二者再分别进行火法冶炼，得到铅锑合金和软铅，该工艺金属回收率平均为95%以上。
目前，关于最佳污染控制技术和最佳环境实践较多，某些环境保护领域、某些行业也已实施最佳污染控制技术和最佳环境实践，以实现经济建设与环境保护协调发展，取得了一定成效和经验。但是，在废铅酸蓄电池铅回收领域，本研究是国内首次针对废铅蓄电池铅回收污染控制最佳可行技术和最佳环境管理实践进行研究，从铅回收预防控制技术、末端污染治理技术以及环境管理实践，开展环境有益的尝试性系统研究，对废铅酸蓄电池铅回收行业环境保护和经济效益的协调发展，以及循环经济领域有关技术政策的制定，都具有重要的支持作用。
2.自动破碎分选-富氧底吹炉熔炼技术
2.1.富氧底吹熔炼最佳可行工艺流程
富氧底吹熔炼炉熔炼最佳可行技术一般包括自动破碎分选单元、配料单元、富氧底吹炉熔炼单元、余热利用单元、气体净化单元、水处理单元、自动控制单元及其他辅助单元等功能单元。具体工艺流程如图1所示。
图1 自动破碎分选-富氧底吹炉熔炼最佳可行技术
2.2最佳可行工艺参数
利用重力分选和筛选技术，确保分选的物料洁净，铅屑含铅膏和其他非金属物质:5%，铅膏的水含量小于12%。
脱硫后铅膏含硫率小于0.5%。
制粒含水：7%~8%
精矿品位：35%~65%；
渣含铅：2%~5%；
烟尘返回率：5%~10%；
SO2浓度：7.5%~10%；
废气净化装置过滤器的过滤尺寸不应大于0.2um，耐温不低于140℃。过滤器应设置进出气阀、压力表和排水阀，设计流量应与处理规模相适应，过滤效率应在99.999%以上，以便确保废气和二噁英等达标排放；
铅回收率：98%~99%;
硫回收率：＞95% ；
吨粗铅能耗:300kgce/t。
2.3处置系统集成控制
自动化系统应采用控制技术成熟、可靠性高、性能价格比适宜的设备和元件，保证能在中央控制室通过分散控制系统实现对废铅蓄电池铅回收设施各系统集中监视和分散控制。
对贮存库房、物料传输过程以及富氧底吹熔炼过程的重要环节，应设置现场工业电视监视系统。应设置独立于分散控制系统的紧急停车系统。对重要参数的报警和显示，可设光字牌报警器和数字显示仪。
废铅蓄电池铅回收设施的监控系统设计应包括主体设备工艺系统在各种工况下安全、经济运行的参数；仪表和控制用电源、气源、液动源及其他必要条件的供给状态和运行参数；电动、气动和液动阀门的启闭状态及调节阀的开度；辅机运行状态以及必需的环境参数。
废铅蓄电池处理系统的测量数据、数据处理结果和设施运行状态，应能在监控系统的显示器上得到显示。并应对熔炼烟气中的烟尘、硫氧化物、氮氧化物、氧或一氧化碳、二氧化碳污染物实现在线监测。
应配置自我检测和热工报警系统，其设计应包括工艺系统主要工况参数偏离正常运行范围以及电源、气源、热工监控系统主要辅机设备发生故障等报警内容，全部报警项目应能在显示器上显示并打印输出。
2.4污染物消减及污染防治措施
尾气系统由冷却塔、活性炭喷射和布袋除尘器等组成，烟气经过尾气处理系统净化处理达标后，由引风机抽出经烟囱排入大气，其中二噁英的排放限值为0.5 ngTEQ/Nm3。
布袋卸灰装置排出的飞灰采用水泥固化处理，固化后送危险废物填埋场填埋处理。残渣属于生活垃圾，运送到生活垃圾填埋场填埋。
工艺设备产生的噪声采取消声、隔音、减震等措施进行防治。
2..5技术经济适用性
自动破碎分选-富氧底吹炉熔炼工艺适合大型规模的废铅蓄电池集中处理处置，且对含铅原料的适应性较强。
冶炼技术范文5
以国内某典型SKS冶炼企业为对象，对主要冶炼工艺环节进行物料跟踪采样、流量统计和样品的实验室分析。通过现场调研，将该企业SKS铅冶炼工艺中四个主要工艺环节划为砷元素流向审计诊断工作的调研区域，并确定了主要输入输出物质。在划分环节边界时，为避免冶炼过程中一些难以统计物料的返回使用对采样、审计与诊断工作造成的困难，此类返用物料均未越过所划分的环节边界。四个主要工艺环节分为氧气底吹炉冶炼环节、鼓风炉和烟化炉冶炼环节、粗铅精炼环节以及反射炉冶炼环节。该区域内主要工艺流程及采样点如图1所示。实际生产过程中，生产原料的来源和配比往往不稳定。本文采用跟踪采样的方法［14］，结合SKS炼铅工艺特点，采集同一批原料在流经各环节时所输出的物质信息，以避免原料元素组分变化和相应工艺条件变化等因素对砷流向审计工作造成的干扰。为了实现跟踪采样，调研了每个环节中物料自进入至输出所需时间，并以此为依据，结合环节间物料传输的实际情况估算了同一批原料进入冶炼系统后流经至各采样点的时间结点，制定了跟踪采样方案。采样方案中每批样品的采集包含22个采样点，其中固体样品采集点18个，液体样品采集点4个，每个样品均采集了平行样。固体样品冷却至常温后装于样品袋中，液体样品使用洗净的广口瓶采集。砷含量测定:现场采集的固体样品使用GB/T15555.3—1995《固体废物砷的测定二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法》、液体样品使用GB7485—87《水质总砷的测定二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法》。
2系统设计与实现
设计并实现了铅冶炼有害砷元素流向审计与诊断系统，该系统拟通过录入现场调研数据建立SKS法主体工艺流程中的砷元素流向审计与预测模型，并使用该模型模拟审计和预测砷元素在该区域内的分布与流向。
2.1总体设计
系统总体结构设计参照了表示层、业务逻辑层和数据访问层组成的标准三层体系结构［15］，如图2所示。其中表示层实现用户的操作界面，分为:采样数据操作、系统状态审计、模型模拟、流向测算和审计与诊断五个子系统;业务逻辑层为系统提供SQL基础数据服务;数据访问层包含储存有采样数据、模型建立数据、流向测算数据和系统参数的数据库。SKS铅冶炼有害砷元素流向审计与诊断系统包括:采样数据操作、系统状态审计、模型模拟、流向测算和审计与诊断五个子系统。系统的总体功能框架结构如图3所示。采样数据操作子系统实现对采样数据的基本操作功能，包括查询、录入、编辑和删除。系统状态审计子系统实现系统信息汇总显示的功能，该系统将环节总量审计状态和类型分量审计状态的信息分四个工艺环节汇总显示，便于用户直观掌握系统的数据与模拟状态。状态信息包括采样数据录入、模型模拟和测算的完成状态。环节分量审计状态提供对系统状态的更详细的显示。模型模拟子系统实现预测模型的建立，提供了多种模型建立方法，用户可从线性模型、对数模型和指数模型三种中选取。模型建立过程以各环节的采样数据为原始数据，根据数据库中系统参数表里存储的物质输入输出对应关系，建立用户选定类型的数学模型。模型的建立基于线性拟合的基本方法。流向测算子系统将模型模拟子系统中建立的模型用于流向预测和计算。测算过程需要用户输入的砷元素进入总量为模型输入数据，调用已生成的模型参数测算在用户给定的进入量下，砷元素在系统各环节中的流向及在各产出物质中的含量。审计与诊断子系统对测算结果进行分类汇总，将其分别按环节和按类型(分为各类有价值产物、固体废物、废水、废气等)进行总量审计和诊断，并评价审计过程中的物料平衡情况。
2.2数据库设计
系统使用SQLServer数据库服务进行数据读取和数据库管理。系统包含的数据主要分为4类，分别是采样数据、模型建立数据、流向测算数据和系统参数。其详细说明如下:采样数据包括现场调研统计时获取的24h内物质流量数据和实验室分析得到的样品砷含量数据，通过对二者进行综合计算可得到单位时间内各物质中砷的总量。采样数据是建立模型的数据来源。模型建立数据包含两类，分别为模型辅助参数和模型参数。前者为建立模型时的设置参数，包括模型信息和建立模型时的数据字段对应关系，后者为模型建立产生的模型参数。模型参数表中只存储最后一次模拟生成的模型数据。测算数据为系统模拟预测所得结果，由系统使用模型参数计算用户给定的系统输入量数据得到。测算数据表中仅存在一条记录，系统经过每次测算后，将覆盖之前的测算结果。
2.3系统实现
系统使用C#语言编写，数据库使用SQLServer2005，界面为Windows窗体。图4所示为系统运行截图，该界面实现了氧气底吹炉环节的系统状态查询和砷元素流量测算功能。
3数据结果
在采样调研工作中使用跟踪采样方法采集了连续2个月内的4批样品。使用铅冶炼有害砷元素流向审计与诊断系统对调研所得4组数据进行录入和模型建立，并使用测试数据执行流向预测功能，所得到的预测结果汇总与诊断界面如图5所示。所采集4批样品的系统的预测与审计结果表明，流入系统中的砷元素约有50%进入了鼓风炉及烟化炉，并以该环节产物的形式输出;从类型上看，渣和烟尘是SKS炼铅法中砷元素的主要输出途径。然而，除上述较为集中的位置外，砷元素于整个系统的产物中广泛存在，仅在铅锭和除污酸以外的废水中含量较少。具体而言，预测结果表明在氧气底吹炉环节中，90%的砷进入了高铅渣，并作为原料进入鼓风炉;粗铅中有2%的砷流经，作为粗铅精炼环节的原料流入该环节。本环节的产物中进入污酸的砷量相对较高，约占输入量的5%。在鼓风炉和烟化炉组成的环节中，粗铅中含有环节输入总量中约42%的砷，并作为原料进入下一环节。此外，鼓风炉烟尘(约23%)、次氧化锌(约19%)作为本环节的输出产物，为砷的主要流出途径。粗铅精炼环节的主要原料为其他各环节产生的粗铅，其砷总量约为整个系统输入砷总量的50%。铜浮渣(又名粗铅灰)中输出了本环节中大约58%的砷，并作为原料进入反射炉环节。阳极泥中流入了环节中约40%的砷，其他产物中砷流经量相对较少。反射炉环节中，砷主要通过冰铜(约64%)和粗铅(约29%)输出，其中粗铅为粗铅精炼环节的原料。该环节砷输入总量只占系统输入量的28%，相比其他环节，其输入量较少。将系统的预测与审计结果整理得到砷元素的流向分布图(见图6)。
4结论
冶炼技术范文6
Qiao Jianwei
（Zhengzhou Huaxin College，Zhengzhou 451100，China）
摘要： 熔盐电解提取金属是一种成熟的技术─世界主要的铝生产的方式。熔盐电解的独特性质也使它成为处理多种形式废弃物的出色媒介。一个新的概念―电解熔融氧化物，期望作为“清洁”的金属提取技术。
Abstract: Molten salt electrolysis is a proven technology for the extraction of metals─all the word's primary aluminum is produced in this manner.The unique properties of molter salts also make them excellent media in which to treat a varitey of forms of waste. A new concept─electrolysis molten oxide.Initially as a "clean teachnology" for producing primary metal.
关键词： 熔盐电解 熔融氧化物 概念
Key words: molten salt electrolysis；molten oxides；concept
中图分类号：TF111 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）29-0059-02
0引言
熔盐电解是将混合物溶解在熔盐中电解。先前最好的例子就是铝的电解生产。化合物Al2O3从铝土矿中提取出来，溶解在有Na3AlF6、AlF3和CaF2组成的熔盐当中。电解的产物是熔融铝和二氧化碳，后者的产生主要是碳阳极的消耗。主要铝的生产是在一个叫做霍尔电解槽的反应器中进行的。另外，经过电解的化合物可以从废物中提取。熔盐过程溶解原料的能力与溶解在水中相比有了很大的提高，高的溶解能力导致高的极限电流密度，反过来，使生产能力也提高了。
1冶金新工艺的现状
由铁矿石到钢的过程既是能源密集型又是资本密集型，因此到目前为止已经主要集中于通过增加效率来降低操作成本。目前的炼钢技术，包括三个主要操作单元：炼焦、高炉还原炼铁、转炉炼钢。炼焦产生的挥发性有机化合物，包括一氧化碳以及颗粒状排放物；高炉产品包括矿渣、烟气粉尘、大量的二氧化碳；转炉生产大量一氧化碳必须在排出大气前烧掉。显然，传统的冶炼过程需要大量的工业碳，会对环境产生大量的污染，从更广泛的环境的角度看，必须寻找一种全新的策略来提取金属而不使用碳。
目前现有的只有两种碳替代技术：用氢直接还原和电解水溶液提取。从安全的角度来看使氢不具吸引力，而水电解的生产效率非常低。为了解决这些问题，就需要一种新的炼钢过程：氧化铁溶解在熔融氧化物溶液然后电解，从而得到纯铁和氧气。在这样的条件下，电解炼钢的过程明显的优于传统的技术，不需要焦炉、高炉和转炉，这就消除了生产废水。此外，由于钢中硫的主要来源是煤炭中所含的杂质硫，缺乏碳的过程意味着电解钢不含硫。
在熔融氧化物中氧化铁高的溶解度会极大的提高生产率，与其直接相关的是电解槽电流密度。在铝电解生产铝的过程中，反应核心容器的电流密度大约为1A/cm2。这种限制导致氧化铝浓度必须保持在大约为1%为宜。
在电解生产炼钢的熔融氧化电解液中预计氧化铁的浓度将在10到20%。由于极限电流密度的范围与浓度直接相关，这意味着我们可以期望这种熔体去维持10～20A/cm2的电流密度。这种生产速度远远超过任何当代的电解技术，包括最现代的铝电解。这样一个戏剧性的上升可能是由于电解质化学的选择从未在金属行业中应用。事实上，这种卓越的生产力可以以一种环保的方式获得，表明环境保护和商业盈利目的并不是一定矛盾。生产不锈钢的例子就是佐证。
直接电解尤其适合生产不锈钢。事实上,即使今天的经济支持滥用工业碳，换句话说，碳作为一种化学试剂，电解生产的不锈钢看起来还是很迷人。考虑到中间合金的组成含有80%的铁和20%的铬。这将作为300系列不锈钢中加镍的出发点，以及对400系列不锈钢。也就是说，单电极，液态金属阴极在底部，固体阳极在上部，工作中的能源效率约为35-40%。最糟糕的选择是其中所有的电力是由电燃煤发电机组提供。每吨煤含2600万英BTU的热量，可以换算成2，400kWh电。
这些数据表明，如果有人用直接电解适量的氧化铬、铁的氧化物生产铁铬合金，估计能源需求是1.5千瓦小时/磅金属。当把电解和常规的技术相比较制备相同的铁铬合金，即在电弧炉中将废钢料和铬铁合金混合，估计能源需求是1.9千瓦小时/磅金属。显然，这些结果支持直接电解。另外，传统工艺消耗大量的碳，每磅金属制品约消耗0.75磅。直接电解过程不需要焦碳。直接电解与常规的技术相比还有其他的优势。考虑到在电弧炉内铬铁合金包含相当于5%的碳！这些碳也必须在随后的操作单元中去除，如通入氩气，但是不能完全去除碳。这是由于在不锈钢中碳低于一定的浓度就会丢失铬。因为这个原因，制造超低碳不锈钢是非常困难的。相反，这里所讲的直接电解炼钢，不需要碳，因此可以生成几乎不含碳的液态金属产品，并且也不含硫。在今天的不锈钢商业中，人们尽最大的努力去寻找方法以减少碳的含量，冶金学者一致认为当合金中含有较低的间隙杂质碳与氮，就可以获得期望的高性能。
为什么过去没有人开发熔融氧化物作为电解质呢？有三个方面的原因。首先，成本。碳是廉价的，向大气中排放二氧化碳几乎没有处罚。其次,数据库是不够的。很少有文献信息介绍熔融氧化物的理化性质。第三，目前还有艰难的材料与电解槽主要因素相适应的问题。当前冶金学相关人员，正在积极研发寻找一种不含碳的阳极来解决材料问题。
2直接电解熔融氧化物：概念
广阔电解提取冶金可以描述如下。几乎所有常规的熔盐电解技术都是使用卤化物电解质和碳质阳极。与此相关的都伴随着对环境的影响。作为“清洁”的替代选择，用熔融氧化物电解液和不含碳阳极。这允许使用金属氧化物供料，避免了为准备合适的供给料而氯化或氟化的需要，因此命名直接电解。直接电解熔融氧化物是将金属氧化物分解成熔融金属和氧气。考虑到资源回收的问题，直接电解具有巨大潜力。金属氧化物的原料可以由矿物“集中”供给，在这种情况下，直接电解使用原金属或金属氧化物为原料；也可以电解冶金和化学废料供给，这时，直接电解完全是一个垃圾处理和回收的过程。采用无碳电极的过程，既避免了所需的能源消耗大的碳电极的制造和保证避免温室气体的排放，同时金属副产品同步回收。往电解槽内加料和获得产品可以用这样的方式来实现连续运行。这个概念也适用于其他多种化学物质包括钛、铁合金(包括不锈钢)、稀土金属和铀。这个过程在具体的实现时，所需要的温度高于现行运行的任何现代电解技术（氧化物比卤化物具有较高的熔点)，也被交替称为火法电解。
对直接电解的需要可以从两个角度构画它的前景：最主要的是从矿石中提取原金属，回收冶金和化学废物。每一种都有它自己的特色，显然他们都能提高能源利用率。
2.1 金属提取萃取、精炼及回收金属涉及的过程都是能源密集型。此外，这种过程是典型的资源密集型和资本密集型，产生的副产品也不利于生态环境。最重要的是，提取过程都是很早以前（炼铁高炉和铝电解槽都超过了100年的历史）在一个工业环境中发展来的,和今天是有很大不同的。例如，在这一过程开始的时候，能源是很便宜的，资本成本也是廉价的。几乎没有任何环境法规去遵守，当工作人员的健康和安全被损害时，企业也不会受到法律诉讼的威胁。因此，大部分当代冶金是基于集约用碳，要么是用做还原剂，或用做电极，无论如何，这都是消耗不可再生资源的过程。
2.2 冶金和化学废物污染当前大部分的固体的工业废料是以金理二氧化硫排放、提炼出金属中的硫，都会增加能量消耗，提高运营成本，并通过使用更多的单元操作，提高资本成本。属氧化物的形式存在的，其中有一些是水溶性，因此对环境造成了威胁。我们现在面临着巨大的任务使这东西具有化学惰性，这样做所需的能量是惊人的。工艺中缺少的，不仅是高效率能源利用，还有可接受的生产能力，即空间/时间的收益。例如，铬酸盐渣含有水溶性的六价铬离子。在熔融氧化物中高温电解有能力减少六价铬，并回收金属铁和铬。许多情况下这些含量超过当前最富裕的矿体含量。换句话说，金属的产生的价值可以支付这种金属被回收的费用。
如上所述，直接电解熔融氧化物在过去一直尝试，但依赖于碳棒做阳极。目前的区别体现是缺少碳。这是关键概念的成功实施。之前有学者研究了这个问题，并需找一个非消耗性的碳电极用于铝电解槽阳极。这项工作的结果之一是已开发的一种选材和测试方法。这种方法很一般，提供了对材料的问题的洞察力远远超出了铝电解槽的局限。这个方法是基于一种系统的过程，因此需要综合考虑各种类型的化学反应，而产生的于电池关键要素之间（阴极、阳极、井壁）和电解液、电池产品。重新审视使用熔融金属氧化物作为电解质媒介用于回收金属的希望之光如上面所述的方法，导致直接无碳电解的概念诞生。在这个新概念的基础是上识别，在高温下，某些氧化物本身是电子导体的可以作为阳极，例如铁酸盐和钛酸盐。同时，融化的这些相同的氧化物不一定是电子，而是可以修改以适当的溶剂形成多组分的解决方案，以便使离子液体能维持电解过程。
直接电解的潜在应用都是金属冶炼和废物处理。候选金属钛，铁合金（包括铬铁合金和锰铁等铁合金）稀土金属和铁（钢）。估计数据表明，钛的价格可减少高达50%因为加工效率的提高，特别是降低能源消耗：直接电解由目前技术用的16千瓦时/磅减少到6千瓦时/磅。没有人可以制造原始不锈钢――所有的不锈钢都是由铁铬合金（在碳弧炉中制得）与钢废料（由装有碳电极的电弧炉制的）。直接电解具有将含有铁和氧化铬的混合氧化物转换成高品质的原始不锈钢(超低碳硫)的能力，这样比当前的技术使用更少的能量。锰具有显著的力学性能和耐腐蚀性。不幸的是，目前锰提取技术产生易碎的产品，因为产品含有比较高的有害污染物，特别是碳等。直接电解具有生产高纯度，低碳锰的能力。它能够设计成整个数组排列的高性能合金。
参考文献：
[1]张密林主编.熔盐电解镁锂合金[M].科学出版社，2009.7.
