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