Jak można usunąć fosfor i siarkę w procesie przerobu rudy żelaza?

2025-09-05

Usunięcie fosforu i siarki w przetwarzaniu rudy żelaza jest niezbędne, ponieważ wysokie stężenia tych zanieczyszczeń mogą osłabiać produkty stalowe i obniżać ich jakość. W zależności od rodzaju i stężenia zanieczyszczeń w rudzie oraz zastosowanych kroków przetwarzania stosuje się kilka metod. Oto niektóre powszechne metody usuwania fosforu i siarki:

1. Usuwanie fosforu

Fosfor jest powszechnym zanieczyszczeniem w rudach żelaza, które ma tendencję do tworzenia niepożądanych związków w stali. Poniższe metody są powszechnie stosowane w celu usunięcia fosforu:

a. Chemiczne wypłukiwanie

• PrzeglądLeczenie chemiczne polega na traktowaniu rudy żelaza substancjami chemicznymi w celu rozpuszczenia fosforu.
• Reagenty:
  • Leczenie kwasowe (np. kwas siarkowy lub kwas solny) może rozpuszczać minerały fosforanowe.
  • Roztwory alkaliczne (np. wodorotlenek sodu) w niektórych przypadkach mogą również wydobywać fosfor.
• Etapy:
  • Ruda jest kruszona i mielona na drobny rozmiar, aby poprawić kontakt chemiczny rudy.
  • Ruda jest poddawana procesowi ługowania przy użyciu odczynnika ługującego w określonych warunkach temperatury, pH i agitacji.
  • Rozwiązania resztkowe są usuwane, a czysta ruda jest odzyskiwana.
• Wyzwania :
  • Zużycie chemikaliów może być kosztowne.
  • Usuwanie roztworów odpadów musi spełniać przepisy dotyczące ochrony środowiska.

b. Ługowanie mikrobiologiczne (bioługowanie)

• PrzeglądNiektóre mikroorganizmy, takie jakAcidithiobacillus ferrooxidansmoże mobilizować fosfor z rudy żelaza poprzez procesy biologiczne.
• Proces :
  • Ruda jest inkubowana z mikroorganizmami rozpuszczającymi fosforany, które uwalniają kwasy lub enzymy, które rozpuszczają fosfor.
  • Fosfor jest wypłukiwany do roztworu i oddzielany.
• Zalety :
  • Przyjazny dla środowiska i niskokosztowy.
  • Skuteczny w łagodnych warunkach.

c. Przetwarzanie w wysokich temperaturach

• Defosforyzacja w produkcji staliFosfor może być usunięty podczas procesu rafinacji stali poprzez utlenianie go w celu utworzenia żużlu z użyciem środków topniających, takich jak wapno.
• Bezpośrednia redukcjaNiektóre procesy w wysokiej temperaturze mogą wytwarzać pary fosforu lub chemicznie go związać w produktach odpadowych.

d. Oddzielanie magnetyczne lub fizyczne

• Jeśli fosfor jest związany z minerałami, które mają różne właściwości magnetyczne lub gęstości niż żelazo (np. apatyt), techniki separacji, takie jak separacja magnetyczna lub flotacja, mogą usunąć te zanieczyszczenia.

2. Usunięcie siarki

Siarka występuje zazwyczaj w rudzie żelaza w postaci siarczków, takich jak piryt (FeS₂) lub chalkopiryt (CuFeS₂). Usunięcie siarki jest ważne, ponieważ może powodować skrócenie gorące w stali i zmniejszać jej spawalność. Można zastosować następujące metody:

a. Pieczenie

• PrzeglądMinerały siarczkowe są utleniane w podwyższonych temperaturach (piekarnictwo), co przekształca siarkę w dwutlenek siarki.
• Etapy:
  • Ruda jest wystawiona na działanie powietrza lub tlenu w wysokich temperaturach (~500–700°C).
  • Siarka w minerałach siarczkowych reaguje, tworząc gazowy SO₂, który jest odprowadzany.
• Wyzwania :
  • Emisje SO₂ muszą być wychwytywane i poddawane obróbce, aby zapobiec zanieczyszczeniu powietrza.

b. Flotacja

• PrzeglądMinerały zawierające siarkę (np. piryt) są oddzielane za pomocą technik flotacyjnych.
• Etapy:
  • Zgnieciony rudę miesza się z wodą i reagentami frothowymi.
  • Siarczki selektywnie przylegają do pęcherzyków powietrza i tworzą pianę, która jest zbierana.
• Zalety :
  • Skuteczne dla rud z drobno rozproszonymi zanieczyszczeniami siarki.

c. Leczanie chemiczne

• PrzeglądZanieczyszczenia zawierające siarkę można usunąć za pomocą wypłukiwania chemicznego, takiego jak zabiegi z użyciem nadtlenku wodoru lub wodorotlenku sodu.
• Etapy:
  • Ruda jest poddawana obróbce z odczynnikiem w kontrolowanych warunkach.
  • Związki siarki są utleniane lub rozpuszczane i usuwane.

d. Wytapianie z topnikami

• PrzeglądW piecach wysokotemperaturowych zanieczyszczenia siarkowe są usuwane przez łączenie ich z materiałami topniejącymi (np. wapieniem), aby utworzyć żużel.
• Uwagi:
  • Ta metoda jest powszechnie stosowana podczas przetwarzania na późniejszych etapach, a nie na etapie surowej rudy.

e. Bioważenie

• PrzeglądNiektóre bakterie utleniają związki siarki, przekształcając je w łatwo usuwalne formy (np. siarczany).
• Zalety :
  • Środowiskowo zrównoważony.
  • Skuteczne dla rud niskiej jakości.

3. Zintegrowane i nowoczesne techniki

Nowoczesne procesy przemysłowe często łączą te podejścia, aby osiągnąć usunięcie zarówno fosforu, jak i siarki. Przykłady obejmują:

• Metody hydrometalurgiczneŁączenie leaching kwasowego dla fosforu i flotacji dla siarki.
• Redukcja selektywna i separacja magnetycznaRedukcja rudy żelaza w określonych temperaturach w kontrolowanej atmosferze w celu skutecznego oddzielania siarki i fosforu.

Wniosek

Najbardziej odpowiednia metoda usuwania fosforu i siarki z rud żelaza zależy od mineralogii rudy, poziomu zanieczyszczeń oraz rozważań środowiskowych i ekonomicznych procesu. Łączenie metod lub stosowanie podejść hybrydowych często jest kluczowe dla zapewnienia skutecznego usuwania zanieczyszczeń i produkcji wysokiej jakości rudy lub stali.

Firma Prominer (Szanghaj) Mining Technology Co., Ltd. specjalizuje się w dostarczaniu kompleksowych rozwiązań w zakresie przeróbki minerałów i zaawansowanych materiałów na całym świecie. Nasze główne obszary działania obejmują: przeróbka złota, wzbogacanie rud litu, minerały przemysłowe. Specjalizujemy się w produkcji materiałów anodowych i przeróbce grafitu.

Produkty obejmują: mielenie i klasyfikację, separację i odwadnianie, rafinację złota, przetwarzanie węgla/grafitu oraz systemyługowania.

Oferujemy kompleksowe usługi, w tym projektowanie inżynierskie, produkcję urządzeń, instalację oraz wsparcie operacyjne, wspierane przez konsultacje ekspertów 24/7.

Nasza strona internetowa: https://www.prominetech.com/
Naszy adres e-mail:[email protected]
Nasza sprzedaż: +8613918045927 (Richard), +8617887940518 (Jessica), +8613402000314 (Bruno)