Автор: М. Ройтер, Ю. Сяо, У. Буан.
Перевод: Полянский Д.В.
Источник: REUTER, M., XIAO, Y., and BOIN, U. Recycling and environmental issues of metallurgical slags and salt fluxes. VII International Conference on Molten Slags Fluxes and Salts, The South African Institute of Mining and Metallurgy, 2004.
Шлаки производятся в очень большом количестве в плавильном процессе, и огромные источники отходов должны повторно перерабатываться. С быстрым ростом индустриализация, доступных земель для захоронения становится все меньше, что, соответственно, повышает стоимость захоронения. Эффект глобального потепления и естественный ресурс – общие экологические темы в настоящее время. Кроме того, земля наполнилась отходами, материалы стали существенным источником загрязнения воздуха, воды и почв, и далее неблагоприятно воздействует на человека здоровье.
Металлургическая промышленность минимизирует и обрабатывает шлаки для того, чтобы обеспечит защиту окружающей среды.
Шлаки – привлекательная альтернатива для того, чтобы сократить добычу сырья и в конечном счете, чтобы исключить стоимость расположения, для минимизации экологического загрязнения, и сохранения ресурсов.
Состав шлака играет важную роль в его утилизации. Самым экономическим и эффективным методом для уменьшения металлургических отвалов является его дальнейшая переработка. Однако, некоторые промышленности все еще оспаривают эффективность утилизации больших количеств производимых шлаков.
Вообще, сталеварение имеет следующее два маршрута: используя железную руду в качестве сырого материала; и используя вторичные продукты переработки. Соответственно, шлаки могут быть классифицированы как три главных типа: шлак доменный, шлак мартеновый и вторичный шлак.
Утилизация шлака имеет длинную историю. Шлак был уже использовано в дорожной конструкции в Римских временах. Стальная промышленность была пионером для переработки шлака. В настоящее время по причине интенсивной исследовательской работы в течение нескольких последних десятилетий, 100% железо производимое из шлаков используются многократно в большинстве стран мира. Вообще, из шлака можно производить большое количество сплавов, изменяя шлак, с использованием добавок и управляя нормой выхолаживания.
Стальной шлак – побочный продукт сталеварения от железа с широким рядом химических и минеральных композиций. По сравнении имеют выше содержание железных окисей по отношению к шлакам доменным, шлакам мартеновским и вторичным. Он содержит несколько ценных компонентов: Fe 2-8%, CaO 40-60%, MgO 3-10%, MnO 1-8%.
Стальной шлак - вторичный ресурс сырого материала металлургической установки. С другой стороны, стальной шлак может быть использован как конструкционный материал, материал для тротуара и технический материал. Стальные шлаки были использованы успешно конструкционный материал, из-за их хороших технических характеристик. Через надлежащие проверки качества, совокупности стальных шлаков может достичь более сильных несущих способностей, постоянной устойчивости. Потенциальной проблемой является утилизация сталелитейных шлаков – объемная стабильность и выщелачивая тяжелых металлов Cr и V приводит к гидратациии вызывает взламыванияв извести. Напряжение приводит к совокупному ухудшению и в конечном счете тротуар трескается. Поэтому многократное использование сталелитейного шлака как высококачественного асфальта затрудняет гидратацию извести.
В отличие от железных шлаков, шлаки от цветной промышленности содержат 3 главных компонента FeO-CaO-SiO2 около 75-85%. После переработки шлаков, их обычно используют в цементе, материале изоляции, удобрение, и т.п. Цветные шлаки также содержат определенное количество потенциально ядовитого элемента, например свинец, цинк, осмий, кадмий, которые являются возможными источник экологического загрязнения. Шлаки переплавки обычно являются инертными, потому что многие из них содержат яд в низких силикатах. Экологический эффект долгосрочного хранения шлака возможен, серьезно опасен при нахождении шлака в кислой среде (земли pH<4).
Медь производится главным образом переплавкой руды и вторсырья, медным преобразованием, электроочисткой. Большие количества шлаков в производятся из-за относительно низкого градуса медных концентратов (20-30%). Медный шлак – побочный продукт переплавки. Выгарки конвертера отличаются минералогической композицией и морфологией. Выгарки конвертера содержат твердые частицы, и медное содержимое выше, чем в обычном медном шлаке. Вид выгарка в медной плавке – исключительно железный силикат или фаялит выгарок с железом к динасовому соотношению около 2.3 в среднем, который содержит 1-7% СaO и несколько процентов Al2O3 и MgO, и изменяя количества остаточных тяжелых металлов.
В медной плаке минимизация твердого пустынного поколения получает увеличеное внимание с более строгим экологическое ресурсом. Состав выгарков в течение медной плавки очень высоко. Из-за характеристик, это является важной составляемой, что выгарки можгут быть валоризованы как побочный продукт. Выгарки конвертера требует очистки во всех случаях, также возвращая выгарки конвертера к выплавному горну – чистящий метод. Шлаки должны быть медленно охлаждены с более кристаллической природой, особенно свыше 1000°C, для продвижения соединения и роста металлической меди и мелких частиц. Выздоровление других цветных металлов в окисленной форме, как например свинец и сурьма, почти не возможно. Подобный шлак и стальные выгарки, минералогический композиция и морфология затвердевания медных выгарков представляет интерес для утилизации выгарка и для окружающей среды. Выгарок возможно гасить приводя к более аморфному состоянию, в которой тяжелые металлы замкнуты, и становятся скованы. Поэтому, остеклованный железный силикат выгарок характеризуется хорошей экологической стабильностью и привлекательный для промышленности стройматериалов. Если CaO содержимое возрастает, это может показать cementitious имущество под активацией NaOH. Дробимый медный выгарок увеличивает силу концентратов.
Производится путем переплавки, доминируемый обусловленным процессом и выплавным процессом как например QSL, Kivcet и Ausmelt. Однако, все приводящие выплавные шлаки являются по существу CaO-SiO2-FeO-ZnO четырех составляющая система. Оно содержит около 1-3% свинца и 6-17% цинка. В сравнении с медными выгарками, данные выгарки имеют высокий состав CaO и низкий SiO2 и добавочный ZnO. Переплавка осуществляются в окуривающих горнах, где приводят и цинковые окиси в шлаках первые уменьшено с углеродистым продуктом к металлическим парам. Переработанный шлаксбрасывается или используется в ряде приложений подобным медным шлакам.
Цинк частично производится плавильным процессом. Особенно переплавка с извлечение цинка для получения сложной руды через процесс ISF. Чищенные выгарки ISF используются бережно в ряде состовляющих, подобные медным выгаркам.
Переработка цинка – приносит высокий экономический возврат от цинковых содержащих выгарков. Цинковые выгарки содержат экологически опасные тяжелые металлы, которые могут быть выщелочен в воде и земле, если они не должным образом переработаны. Даже захоронение в местах шлакоотвалов химически устойчивых, они несут продолжающую опасность загрязнения. Поэтому использованние шлаков в стройматериалах и конкретном производстве может быть рисковано.
После рассмотрения литературы, исследовательская работа развивается в течение нескольких десятилетий и информирует нас о том, что утилизация шлака имеет длинную историю. Далее, для исследования высокого потенциала использования шлаков, чтобы производить ту продукцию которая конкурентоспособная на соответствующем рынке является все еще многообещающей задачей. Между многими отношениями было найдено применение шлака и его связей с плавильным процессом. Так как шлаки имеет более или менее сходство к естественному камню, они могут иметь свойства, особенно в проектировании сооружений. Чтобы увеличить повторную утилизацию из шлаков, иногда необходимо изменить содержание шлака, добавляя добавки и проделывая термическую обработку. Кроме технического описания шлака, представлена информация об экологической обстановке. Разработка продукта не может просто быть отделено от исследования окружающей среды.
Настало время развивать соответствующую технологию гарантируя качество продукции, в дальнейшем продвигать их использование.