不銹鋼廠煙塵的理化特性及其中含鉻物相形成.pdf

1、不銹鋼冶煉通常會(huì)產(chǎn)生大量煙塵,這些煙塵中含有可浸出的有毒物質(zhì)如六價(jià)鉻,由于含六價(jià)鉻的化合物在水中具有很高的溶解度,且是一種致癌物質(zhì),不僅會(huì)嚴(yán)重危害人類健康,造成環(huán)境污染,還可能破壞生態(tài)平衡。同時(shí),不銹鋼廠煙塵中還含有鐵、鉻、鎳等有價(jià)金屬,可以回收利用,但無論用何種回收工藝都會(huì)消耗大量能源,并產(chǎn)生一定的二次污染。因此,從源頭上減少煙塵產(chǎn)生量和其中有害物質(zhì)含量具有重要意義。不銹鋼煙塵中主要物相是含鉻尖晶石,通過研究煙塵中的含鉻物相的形成機(jī)理

2、就能了解煙塵中主要物相的形成過程,從而為減少其產(chǎn)生提供理論指導(dǎo)。
　　 對(duì)不銹鋼廠煙塵的微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、粒度分布情況及不同粒度的元素分布情況等特性進(jìn)行研究,結(jié)果表明:不銹鋼廠煙塵粒徑絕大部分小于5μm,且容易積聚成團(tuán)。其主要物相是鉻鐵尖晶石、磁鐵礦還含有少量的ZnO。由飛濺的熔渣形成的煙塵顆粒主要分布在30～40μm之間,且Mn、Zn、Ni、Fe、Cr元素都集中在小顆粒上,極易被人體吸入,因此要加強(qiáng)對(duì)小顆粒的捕集和控制。

3、r>　　 采用熱力學(xué)計(jì)算軟件FACT Sage5.2對(duì)Cr-Fe-Zn-Mn-Mg-Al-Ca-Ni-O-Cl系熱力學(xué)平衡和Cr-O2系統(tǒng)平衡進(jìn)行計(jì)算,并研究了氧氣量、堿金屬、Ca、Zn、HCl及其它金屬單質(zhì)對(duì)鉻形成的影響。結(jié)果表明:Cr-Fe-Zn-Mn-Mg-Al-Ca-Ni-O-Cl體系平衡組分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合;在Cr-O2體系中,Cr元素主要以Cr2O3形式穩(wěn)定存在。在高溫區(qū)均有少量的CrO3和CrO2生成,并且隨著溫度的升

4、高,含量不斷增加。尾氣系統(tǒng)中的氧勢(shì)越高或者含氧量越多,越容易在高溫區(qū)生成CrO3;在煙氣管道中,易形成各種形式的尖晶石化合物,比如NiFe2O4、MgCr2O4和FeCr2O4等。堿金屬元素(K、Na)容易使Cr在氧化性氣氛中轉(zhuǎn)變成大量的K2CrO4、Na2CrO4。HCl使Cr在氧化性氣氛中轉(zhuǎn)變成少量的CRO2Cl2。要減少六價(jià)鉻的形成,應(yīng)該控制原料中堿金屬的含量和HCl的生成量,避免石灰等直接卷入爐氣形成煙塵,減少尾氣管中O2含量。

5、
　　 采用HJ/T299-2007、TCLP和分步提取法對(duì)不銹鋼煙塵中重金屬的浸出行為和化學(xué)形態(tài)進(jìn)行研究,結(jié)果表明不銹鋼煙塵中可浸出的重金屬至少有一種超過了國家標(biāo)準(zhǔn)。鉛是分布提取法最容易提取的元素;鉻主要存在于殘?jiān)鼞B(tài),且尖晶石中鉻主要以三價(jià)鉻形式存在。鋅從七步法中的第五步開始浸出,且主要以殘?jiān)鼞B(tài)形式存在。
　　 對(duì)不銹鋼煙塵表面元素分布規(guī)律的研究表明EAFD表面存在SiO2、CrO3、Cr2O3、FeCl3、FeF2、

6、Fe2O3、Fe3O4、FeO、CaCl2、ZnO、ZnF2、NaCl、CaF2,也可能存在金屬Zn。熱力學(xué)平衡計(jì)算也證實(shí)了部分上述物質(zhì)的存在。AODD表面存在物質(zhì)為CrO2、CrO3、Fe3O4、ZnO、SiO2、Cr2O3,且Zn和Cr也可能存在于煙塵表面。通過深度掃描發(fā)現(xiàn),煙塵表面既有三價(jià)鉻又有六價(jià)鉻,且隨著Ar+濺射時(shí)問的延長(zhǎng),三價(jià)鉻含量逐漸上升,六價(jià)鉻逐漸下降,在140s時(shí)煙塵表面全部變?yōu)槿齼r(jià)鉻。六價(jià)鉻多存在于煙塵表面,且多以