本書以含鋅冶金塵泥為研究對象,主要介紹了含鋅冶金塵泥基礎特性,分散行為,水力旋流數(shù)值模擬及提鋅,鐵、碳分選技術,硫酸浸鋅試驗及浸出動力學和熱力學理論基礎,最后選取典型的含鋅冶金塵泥,對其鐵、碳分選工業(yè)應用進行了系統(tǒng)分析。
本書可供礦物加工、環(huán)境、化工、冶金等相關專業(yè)的高校師生,科研院所的科研人員以及廣大工程技術人員閱讀與參考。
隨著工業(yè)化發(fā)展和資源需求的擴大,從廢棄物中回收資源無論從技術、裝備,還是規(guī)模上都得到了較大的發(fā)展。我國作為一個資源消耗大國,在目前天然原生礦產資源日漸枯竭的局面下,更應該提高再生資源的重視程度。在《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中專門提到,預計到2020年工業(yè)固體廢物綜合利用率將達到720/0以上,形成一批具有核心競爭力的資源循環(huán)利用技術裝備,建成技術先進循環(huán)利用產業(yè)體系,廢棄資源循環(huán)利用已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略。
含鋅冶金塵泥是鋼鐵企業(yè)生產過程中排出的具有鋅化學成分的工業(yè)固體廢棄物,由于含有豐富的鐵、碳、鋅,經(jīng)常作為一種資源,多采用簡單加工后返回燒結。近年來,我國鋼鐵企業(yè)粗鋼產量連年位居世界第一,冶金塵泥的產量也相應大幅增加,大量的塵泥靠簡單處理不僅無法解決,而且有害元素循環(huán)富集,也勢必會嚴重影響生產的順利進行。棄之可惜,用之太難,含鋅冶金塵泥有效資源化安全利用已經(jīng)成為企業(yè)迫切破解的技術難題,也是未來一段時期鋼鐵行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、提高行業(yè)資源綜合利用水平的重要領域和主攻方向,對推動資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展、提高企業(yè)經(jīng)濟效益和競爭力具有重大的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟意義。
國內外冶金塵泥在利用技術和途徑方面取得一定的突破,但其中的一些技術瓶頸目前還沒有得到有效解決。例如,冶金塵泥以濕法方式收集時,需在過濾過程中加入大量的聚丙烯酰胺作為絮凝劑,由于靜電力、藥劑絮凝作用和顆粒相互凝聚等原因,導致待分選顆粒絮團現(xiàn)象嚴重,使得這部分資源目前無法實現(xiàn)有效分選,因此本書主要以這部分含鋅絮結冶金塵泥為研究對象,進行其基礎特性、分散行為、水力旋流提鋅、浮選選碳、重力提鐵、酸浸出鋅、浸出動力學及熱力學等方面的系統(tǒng)研究,探索了冶金塵泥高效利用的實驗室工藝規(guī)律和參數(shù),有望提供一種冶金塵泥再資源化處理的新方法,以期為含鋅冶金塵泥有價元素梯級提取的大規(guī)模推廣及工程應用奠定技術基礎。
本書可供礦物加工、環(huán)境、化工、冶金等相關專業(yè)的高校師生、科研院所的科研人員以及廣大工程技術人員閱讀參考。
在成書過程中,作者得到了多位老師和同行的鼓勵與支持。華北理工大學研究生鄒玄、戴奇卉、路曉龍、李卓林、劉亞、于浩同學參與完成了大量的試驗研究工作以及書稿的整理與排版工作。本書的出版得到華北理工大學學術著作出版基金資助,在此一并表示誠摯的謝意!
由于作者學識所限,書中難免有疏漏、錯誤之處,敬請讀者賜教和斧正。
1 緒論
1.1 冶金塵泥概述
1.1.1 來源及種類
1.1.2 危害
1.2 冶金塵泥資源化現(xiàn)狀
1.2.1 直接內循環(huán)利用
1.2.2 物理分選技術
1.2.3 濕法處理技術
1.2.4 火法處理技術
1.2.5 聯(lián)合處理技術
1.2.6 其他利用技術
1.3 冶金塵泥浸出機理研究現(xiàn)狀
1.3.1 熱力學理論研究
1.3.2 動力學理論研究
1.4 冶金塵泥利用發(fā)展方向
2 含鋅冶金塵泥分選技術研究
2.1 研究目標
2.2 研究技術路線
2.3 研究內容
2.4 研究方法
2.4.1 機理研究方法
2.4.2 冶金塵泥原料研究方法
2.4.3 試驗藥劑與設備
2.4.4 分析與檢測方法
3 含鋅冶金塵泥基礎特性研究
3.1 密度
3.2 XRF熒光分析
3.3 化學成分分析
3.4 XRD分析
3.5 鋅物相分析
3.6 粒度組成分析
3.7 掃描電鏡分析
3.8 工藝礦物學分析
3.9 本章小結
4 微細含鋅冶金塵泥分散行為研究
4.1 化學分散行為研究
4.1.1 水玻璃條件試驗
4.1.2 焦磷酸鈉條件試驗
4.1.3 六偏磷酸鈉條件試驗
4.2 物理分散行為研究
4.2.1 超聲波分散試驗
4.2.2 機械攪拌分散試驗
4.3 復合分散技術
4.4 本章小結
5 水力旋流器數(shù)值模擬及提鋅試驗研究
5.1 旋流器中流場基本理論
5.1.1 基本方程
5.1.2 兩相流中的受力分析
5.1.3 水力旋流器內的流速分布
5.2 水力旋流器數(shù)值模擬研究
5.2.1 物理模型的建立及邊界條件的設置
5.2.2 水力旋流器內流場特征
5.2.3 結構參數(shù)對數(shù)值模擬的影響
5.2.4 工藝條件因素對數(shù)值模擬的影響
5.3 水力旋流器提鋅性能試驗驗證
5.3.1 水力旋流器驗證實驗的目的和意義
5.3.2 水力旋流器的分級過程
5.3.3 水力旋流器提鋅驗證試驗
5.4 本章小結
……
6 含鋅冶金塵泥鐵、碳分選技術研究
7 含鋅冶金塵泥硫酸浸鋅試驗研究
8 含鋅冶金塵泥硫酸浸鋅動力學研究
9 含鋅冶金塵泥硫酸浸鋅浸出熱力學理論基礎
10 含鋅冶金塵泥鐵、碳分選工業(yè)應用
參考文獻