مواد زائد (سرباره) درصنعت فولاد

مواد زائد (سرباره) درصنعت فولاد
star for rating star for rating star for rating star for rating star for rating (1 نفر) | 427 بار دیده شده | تاریخ انتشار: ۱۴۰۰-۰۵-۲۵ |

سرباره

سرباره يك محصول فرعي اجتناب ناپذير در توليد  اغلب فلزات است . خارج سازي سرباره از محيط كارخانه و دفن آن حتي هزينه زيادي به اين صنعت تحميل ميكند . از طرف ديگر سرباره ها بسته به روش توليد حاوي عناصر فلزي و تركيبات مختلف ميباشند . به دليل استفاده از دمش اکسیژن در كوره قوس الكتريكي و مصرف آهن اسفنجي ، سرباره نيز شامل درصد زيادي آهن ميباشد . از طرفي مشخصات فيزيكي ، شيميايي و مكانيكي سرباره كوره قوس الكتريك با شارژ آهن اسفنجي با سرباره توليدي در ساير روشهاي فولادسازي متفاوت است .

در بازيافت پسماندهاي جامد نشان ميدهد كه به ازاي هر تن فولاد توليدي 420 كيلوگرم پسماند جامد شامل سرباره كوره بلند ، سرباره فولادسازي ، غبار ، لجن ، پوسته هاي نورد ، نسوزهاي مصرف شده و... توليد ميشوند . روش مرسوم دفع سرباره ها انباشته كردن است . ميتوان از سرباره هاي انباشته شده در زمينه هاي مختلف مانند توليد سيمان ، ساخت جاده و مهندسي عمران ، توليد كود ، اصلاح خاك و فيلتراسيون آب و توليد آهن فلزي و تركيبات آهن استفاده كرد

مواد زائد در صنعت فولاد

سرباره یا مواد زائد

در مرحله اول توليد فولاد سرباره درون كوره توليد مي شود و به علت سبكتر بودن از مذاب آهن يا فولاد روي آن شناور مي ماند . زماني كه دماي مذاب آهن يا فولاد به حد مورد نظر رسيد ، سرباره از روي آن به خارج كوره هدايت مي گردد و سپس مذاب آهن يا فولاد تخليه مي شود.

در بوته هاي آزمايش در آزمایشگاه محیط زیست مقداري سرباره آسياب شده و كربن با يكديگر مخلوط شده و سپس در كوره در زمان هاي مشخص و متفاوتي تا بيش از 1600 درجه سانتيگراد حرارت داده شدند . سپس نمونه ها سرد شدند . مخلوط بدست آمده شامل دو فاز مجزاي سرباره و فلز بود كه فاز فلزي به صورت گلوله هايي از آلياژ Fe-C  ميباشد.

با آناليز فاز فلزي ، درصد بازيابي آهن به اين روش بيش از 90 درصد محاسبه شد . همچنين در تحقيق ديگري در سال 2006  تاثير جدايش مغناطيسي بر سرباره فولادسازي مطالعه شد . در اين روش از سرباره فولادسازي كه با آسياب كردن خرد شده و به دانه بندي مشخصي رسيده بود استفاده شد . با آناليز نمونه هاي جدا شده در آزمایشگاه محیط زیست مشاهده شد كه به مقدار زيادي شامل فاز Fe3O4 و مقدار كمي فاز FeO ميباشد در حالي كه در نمونه هاي غير مغناطيس فاز Fe3O4 ديده نشد .
خواص سرباره هاي كوره ي قوس الكتريكی وابسته به نوع شارژ (قراضه /آهن اسفنجي )ونسبت اين دو مي باشد . دانسیته اين نوع سرباره 2-7/1 مي باشد . دانسيته ظاهري g/cm3 8/1-4/1 و دانسيته حقيقي g/cm3 6/3-2/3 است كه نشان دهنده حدود 50 درصد تخلخل (باز و بسته)در سرباره منجمد شده مي باشد. از ساير خواص سرباره كوره قوس الكتريك مي توان به استحكام فشاري MPa180-120 آن اشاره نمود كه براي استفاده به عنوان سنگ در صنعت راه و ساختمان ، در حد قابل قبولي است . اجزاي اصلي در سرباره فولاد CaO ، Fe ، SiO2 ، MgO و MnO ميباشند . تركيب معدني و اندازه ذرات كاني با تركيب شيميايي و روش سرد كردن تفاوت ميكنند .

تعریف سرباره :

سرباره ، عبارتست از ماده مذابی که بر اثر فعل و انفعال بین مواد گداز ، سنگ آهن ، سوخت و ناخالصی‌های اکسید موجود در فلز به وجود می‌آید و در اثر این فعل انفعالات ، ناخالصی‌هایی که نباید در چدن وجود داشته باشد، از آهن خام جدا می‌شود.

مواد متشکله اصلی سرباره عبارت است از: MgO , Al2O3 , SiO2 , CaO که جمعا 90 درصد سرباره را تشکیل می‌دهند. 10 درصد بقیه عبارتند از: CaS , MnS, MnO , FeO و غیره.

فعل و انفعالات شیمیایی کوره بلند:

در کوره بلند ، عمل احیا ، بین دو ستون که در دو جهت مخالف یکدیگر در حرکت‌اند، صورت می‌گیرد. ستون گازهای متصاعده و ستون بار کوره که به تدریج مواد اولیه از بالای کوره بارگیری پایین می‌آید گرم و احیا می‌شود، بطوریکه به منطقه شکم کوره می‌رسد،سنگ‌های آهن احیا شده و یک قسمت از سرباره تشکیل شده، به حالت مذاب در می‌آید.
احیا سنگ آهن توسط اکسیدکربن ، در دمای 200 درجه سانتیگراد شروع و با افزایش درجه حرارت ، عمل احیا تسریع می‌گردد. مراحل احیا شدن Fe2O3 بترتیب زیر است:

Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe  

و فعل و انفعالات مربوطه بصورت زیر است:

 3Fe2O3+CO↔2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO↔3FeO+CO2
Fe+CO↔Fe+CO2

احیا سنگ آهن توسط اکسیدکربن

هوا جهت احتراق کک از لوله‌های دم که در بالای بوته قرار دارد، وارد کوره می‌گردد. به محض تماس کک و هوا ، احتراق صورت گرفته و اکسیدکربن بدست می‌آید:
+ C+O2→CO2+C→2COگرما

هیدروژن ، از تجزیه بخار آب موجود در هوای دم بر اثر کک طبق فرمول زیر حاصل می‌شود:

C+H2O→CO+H2

ازت موجود در گاز کوره ، عملا غیر فعال بوده و فقط به مقدار کمی با کربن داغ ترکیب و تولید گاز سیانوژن می‌کند:

C+N→CN

گاز ازت با هیدروژن نیز ترکیب شده تولید آمونیاک می‌کند:
2N+3H2→2NH3

فعل و انفعالات شیمیایی

مواد مذاب حاصل شامل آهن خام و سرباره می‌باشند که به سمت بوته کوره که قسمت پایینی استوانه است جاری می‌شوند و به علت وزن مخصوص متفاوت آهن و سرباره این دو از یکدیگر جدا می‌شوند و آهن توسط شیر تخلیه تحتانی و سرباره توسط شیر تخلیه فوقانی از انتهای کوره بلند تخلیه می‌شوند.
مقداری از گوگرد ، فسفر، منگنز و سیلیس موجود در سنگ معدنی که بصورت اکسید و ناخالصی بوده‌اند، به همراه آهن از کوره خارج می‌شوند. بدین ترتیب ، فرایند تولید آهن خام و فلز کوره بلند از "ذوب آهن"  که 90 درصد آهن خام تولید شده، شامل آهن (Fe) و بقیه عناصری از قبیل C , P , Mn, Si می‌باشد.

كاربرد سرباره در صنعت به 2 بخش تقسيم ميشود : يكي كاربرد مستقيم سرباره فولاد در فرايند توليد آهن و فولاد و ديگري بازيابي فلزات از سرباره فولادي و كاربرد سرباره باقي مانده خارج از فرايند توليد آهن و فولاد . %90-50 از سرباره فولاد براي بازيابي فلز استفاده ميشود و سپس در خارج از فرايند توليد آهن و فولاد مصرف ميشود . حدود 85 درصد از توليد سالانه سرباره فولاد هم اكنون تحت يكي از عمليات جداسازي و بازيافت قرار ميگيرد.
سرباه توليد شده در فولادسازي نيز كاربردهاي متنوعي دارد. از اين سرباره در ساخت روكش مقاوم براي جاده ها ، توليد آسفالت هاي مقاوم در برابر لغزش و زيرسازي و  شانه سازي جاده ها، استفاده مي شود.  

 آسفالت متخلخل از سنگدانه هاي درشت دانه با دانه بندي باز ساخته مي شود. اين آسفالت، بعلت بافت متخلخل و پر حفره، آب ناشي از بارندگي را ، بسرعت زهكش مي كند.

    کاربرد سرباره

    علاوه بر اين، سرباره فولادسازي در ساخت سيمان پرتلند نيز استفاده مي شود. استفاده از اين ماده در سيمان پرتلند، سبب افزايش ظرفيت توليد، كاهش آلودگي محيط زيست و صرفه جويي در مصرف انرژي مي شود.

    همچنين از اين سرباره در صنعت سراميك:

    در ساخت سراميك هاي ضدسايش
    در آب و فاضلاب، سد و سيل بند، بسترسازي رودخانه ها و... 
    و در شهرسازي: در سنگ فرش پياده روها استفاده مي شود. 


    كاربردهاي كشاورزي و كمك به بهبود زيست محيطي سواحل و كاهش آلاينده هاي زيست محيطي با ساخت فيلترهاي جاذب فلزات نيز از كاربردهاي ديگر سرباره هاي آهن و فولاد است.

     

    دیگر مقالات مرتبط آزمایشگاه محیط زیست

    مقاله های مرتبط مواد زائد (سرباره) درصنعت فولاد

    آلودگی زیست محیطی شرکت های خودروسازی

    آلودگی زیست محیطی شرکت های خودروسازی

    قدمت صنایع خودروسازی در ایران به بیش از نیم قرن پیش بازمی گردد و می توان گفت این شرکت ها از قدیمی ترین واحدهای تولیدی می باشند. خودرو لندرور برای اولین بار در ایران در سال 1336 تولید شد و بعد از ان شرکت های خودروسازی دیگر در کشور ایجاد شده و کار خود را آغاز کردند. شرکت های بزرگی که توانستند بیشترین تولید خودرو ...

    انتخاب صحیح فناوری کاهش NOx در نیروگاهها و سیستمهای احتراق سوختهای فسیلی

    انتخاب صحیح فناوری کاهش NOx در نیروگاهها و سیستمهای احتراق سوختهای فسیلی

    بر اساس استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست کشور محدودیت غلظت NOx برای منابع آلاينده هوا و منابع احتراقی از جمله نیروگاهها تدوین شده است که برای سوخت گازی( درجه اول 300 درجه دوم 400 ) و برای سوخت های مازوت ( در جه اول 200 و درجه دوم 250 ) و برای سوخت گازوئیل ( درجه اول 200 و درجه دوم 300 ) ppm می باشد

    معرفی دستگاه انکوباتور

    معرفی دستگاه انکوباتور

    دستگاه های انکوباتور طیف گسترده ای از کاربردها را در مناطق مختلف از جمله کشت سلولی ، مطالعات دارویی ، مطالعات خون شناسی و مطالعات بیوشیمیایی دارند. از این دستگاه برای رشد دادن و پرورش دادن نمونه های زنده مانند سلول ها و میکروب ها استفاده می شود. دستگاه انکوباتور بر این اساس استوار است که میکروارگانیسم ها برای رشد و نمو خود به مجموعه خاصی از پارامترها نیاز دارند.

    12 روش برای محافظت از محیط زیست
    نظرات شما درباره مواد زائد (سرباره) درصنعت فولاد
    امتیاز: