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不銹鋼粉塵中提取有價金屬的方法 |
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這些粉塵中含有大量的Ni、Cr、Fe和Zn等有價金屬，另外還含有一些微量元素如Si、C、Mn、Mg、Pb和Ca，這些金屬多以氧化物的形式存在，其中Ni以NiO、Cr以Cr2O3及Fe以Fe2O3的形式存在。
不銹鋼粉塵是指在不銹鋼冶煉過程中由電弧爐、AOD/VOD爐或轉爐中的高溫液體在強攪動下，進入煙道并被布袋除塵器或電除塵器收集的金屬、爐渣等成分的混合物。
電爐粉塵質量約為裝爐總質量的1%～2%，AOD爐粉塵質量約為裝爐總質量的0.7%～1%。根據世界鋼協的數據，2010年世界電爐鋼粉塵產量為400～800萬t。當前大部分不銹鋼粉塵的處理方式還是簡單堆放和填埋，這樣處理不僅會造成環境污染，還將導致其中有價金屬資源流失。
直接還原熔分實驗說明，Fe-Cr合金最佳熔分溫度為1550℃，粉塵中金屬以Fe-Ni-Cr合金形式被提取出來，渣金分離狀況良好，卷板機反應時間5min時金屬提取率已達到75%左右，15min時Fe和Cr收得率達到85%以上，Ni超過90%。通過控制配碳量、還原時間與反應溫度，在不改變現有工藝的條件下，不銹鋼粉塵直接返回煉鋼主流程回收其重金屬完全可行。
北京科技大學的學者基于熱力學計算結果，通過配碳還原-熔分工藝，從不銹鋼粉塵中選擇性分步提取了Cr、Ni和Zn重金屬元素。配碳還原實驗結果表明，不銹鋼粉塵的最佳配碳量為20%，粉塵中Fe、Ni和Zn的最低還原溫度為1050℃，Cr的最低還原溫度是1400℃，與熱力學計算結果一致，通過控制溫度實現了對粉塵中金屬的選擇性分步還原．
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