冶金渣的特性及应用
冶金渣可用作道路和其他活动领域的回填物。它的成分和密度,生产特征是该行业特别感兴趣的。关于它在冶金中的用途,它是如何使用的,值得更详细地讨论。
这是什么?
冶炼黑色金属和有色金属时会留下许多副产品。主要生产废料是炉渣。它是矿石的衰变产物,可能具有异质的成分、不同的性质和特征。 冶金渣与钢铁冶炼后剩余的灰一起获得。 它在加工后仍留在生产中,需要后续处置或作为独立材料重复使用。
金属渣是高温加工的产物。 这些是具有多组分结构的硅酸盐类废物。很长一段时间,炉渣被简单地处理掉,没有太多的兴趣。一切都在 20 世纪下半叶发生了变化。正是从这一刻起,冶金废料开始积极用于建筑、农业和铺设道路网络。
成分和性质
冶金渣的成分不均匀。事实上,它是一种氧化物的化学合金,占体积的 90% 到 95%。剩余的份额落在硫化物、硫酸盐、卤素化合物上。 根据氧化物的含量,炉渣分为碱性(指示剂最高1%)、单硅酸盐(1%)、双硅酸盐(2%)、酸性(最高3%)。
让我们列出其余的特征。
- 立方体的比重。 散装产品0.7-1.9吨,块状产品0.7-2.9吨。
- 危险等级。 对于所有冶金渣,均建立IV度。这意味着冶金废料对环境有害,需要适当的处置和处理。
- 密度。 其性能从 750 到 1100 kg/m3 不等。
- 每 1 吨金属的产量。 对于黑色金属,它的范围从 100 到 700 公斤。现代生产涉及使用不同的金属冶炼工艺。在高炉中,平均值为 80 kg/t,在平炉中约为 30 kg/t,而采用转炉技术时,平均值不超过 18 kg/t。有色冶金每 1 吨金属产生高达 200 吨的炉渣。
所有这些指标都在冶金工业废料的进一步利用中被考虑在内。
生产特点
根据生产方法,冶金中的炉渣分为几组。在工厂条件下,废物处理与其他过程同时发生。例如,炼钢过程中转炉渣的分离是在吹炼黑色金属的过程中进行的。所有外来夹杂物都被氧化然后去除。
冶炼黑色金属时,主要采用冲天炉法。 这些是竖炉,最初用于生产生铁。该方法效率高,与高炉处理不同,不会改变合金的化学成分。熔渣通过一个特殊的槽口下降。
其他类型的熔炉用于熔化有色金属。由此产生的炉渣覆盖着一层薄膜,以特殊的方式进行处理。
为了从材料中最完全地提取有价值的物质,在氯化、离心或电作用的帮助下耗尽它们会有所帮助。
尽管技术有所改进,但黑色冶金中获得炉渣的主要方法是在高炉或平炉中熔化金属的过程。 在这种情况下,由于较低的比重而进行废物的收集。熔渣漂浮在铸铁表面上方,并通过一个特殊的槽口去除。采用平炉熔炼法,废料也堆积在钢液块之上,它们的收集并不困难。
种类
冶金渣的主要分类是根据其生产方法和成分。由他们决定材料的进一步用途。 基本分类将废物与黑色金属和有色金属冶金区分开来。 第二组不是太多,含有大量的铁氧化物和钙和镁杂质,并且更有价值的杂质也存在于组合物中。
这种废物的比重要高得多,它们需要额外的消耗。
在黑色金属生产中获得的炉渣组更加多样化。 它们分为4种。
- 铁合金。 在相应合金的制造过程中形成。除了铁之外,在这些炉渣中还发现了硅、锰、铬和其他类型的杂质。
- 冲天炉。 它们是通过在冲天炉(特殊熔炉)中熔炼铁获得的。它们由产生的助熔剂、焦炭、燃烧、灰分和金属氧化产物组成。其中氧化物的比例达到90%。所得产品的酸度在 3% 以上,释放矿物质、铝硅玻璃质颗粒。
- 炼钢。 它们是在露天炼钢过程中获得的,与单元类型无关。这些是不含挥发性化合物的低密度氧化物,通常含有大量污染物。这种类型的炉渣的特点是铁和锰的氧化产物含量高。
- 领域。 最常见的类型,具有硅酸盐或铝硅酸盐结构。根据化学成分的不同,在冷却过程中,炉渣会形成石质结构,随后会从中获得碎石或其他建筑材料,但也可能会碎成粉末。使用特殊的质量控制系统来确定材料的后续目的地。
冷却后的黑色冶金渣按其组成分为腐烂岩和非腐烂岩。 第二组采取石层的形式。腐烂变体通常根据其矿物成分进行分类。
最常见的选项是:
- 硅酸盐 - 在处置过程中,它们会分解成细小的粉末颗粒;
- 钙质 - 压碎成不同大小的碎屑;
- 锰 - 可溶于潮湿环境;
- 腺体 - 在水分的影响下容易开裂。
在外部环境的影响下不分解的矿渣被用作生产碎石和其他类型建筑石料的基础。 根据加工方法的不同,它们在特殊的滚筒中通过半干法冷却和粉碎,或受到强烈水流的“湿”效应。
在这种情况下,物料在离开高炉的过程中立即被粉碎,然后只进行吹干和最终冷却。
适用范围
粒状炉渣——黑色金属高炉冶炼产生的废料——是最容易进行进一步加工的。他们在建筑行业中的作用难以估量。该材料是碎石的来源 - 比天然石材便宜。 成品使用:
- 用于道路建设 - 作为回填物;
- 在钢筋混凝土产品的生产中;
- 在农业中,作为土壤排水;
- 在混凝土的制造中,作为填料。
在铁合金生产和炼钢中获得的炉渣以粉末杂质的形式添加到水泥中。 这种组合物获得了增加的耐化学性。与波特兰水泥熟料结合使用,可以进一步提高材料的物理性能。与液态玻璃或苏打混合的粒状矿渣用于制造可在低温下硬化的混凝土混合物。
铸渣时,您可以获得成品:铺路板和路缘石,室内地板覆盖物。 此外,此方法允许您为它们创建管道和配件,外墙装饰。生产成本显着降低,并且就其特性而言,成品材料并不逊于由金属或钢筋混凝土制成的传统类似物。铸件是通过熔渣成型制成的。
矿棉可以从粘性高炉、炼钢、冲天炉原料中获得。 为此,将加热至液态的组合物送至拉丝机以形成纤维。
以这种方式获得的板可以是非常刚性的或相当柔软的,具有弹性、致密的结构。由于合成聚合物和沥青粘合剂,它们可以长时间保持其性能。
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