توصيفگر ها :
بازيافت , آهنسازي , محيط زيست , گندله دوپوستهاي , گندله كامپوزيتي , غبار كورهقوسالكتريكي
چكيده فارسي :
توليد جهاني آهن و فولاد به طور پيوسته در حال افزايش است و اين امر منجر به توليد محصولات جانبي مانند پوستههاي اكسيدي، غبارها و لجنها ميشود. به دليل وجود عناصر سنگين در اين ضايعات، دفن آنها با محدوديتهاي زيستمحيطي روبرو است. روشهاي هيدرومتالورژي تاكنون از نظر اقتصادي براي بازيافت اين مواد مقرون به صرفه نبودهاند، در حالي كه روشهاي پيرومتالورژي پيشرفت و كاربرد بيشتري پيدا كردهاند. هدف از اين پژوهش، بازيافت غبار كوره قوس الكتريكي(EAF)، غبار آهن اسفنجي، و پوستههاي اكسيدي نورد بهعنوان منابع ثانويه آهن است. از اينرو براي دستيابي به اين هدف از دو روش الف) توليد گندله هاي دو پوستهاي و ب) تغليظ و بازيابي آهن از غبار كوره قوسالكتريكي فولاد مباركه با استفاده از فرايند هيدرومتالورژي استفاده شدهاست. در ساخت اين گندلههاي دوپوستهاي، ابتدا هستهاي از جنس غبار آهن اسفنجي با استفاده از روش ديسك گندله سازي به همراه 1/0 تا 2 درصد بنتونيت و 5 تا 15 درصد غبار كوره قوسالكتريكي به عنوان مواد افزودني به قطر 12 تا 15 ميليمتر ساخته شد. پس از اين مرحله اقدام به تشكيل پوسته دوم از نرمههاي اكسيدي به همراه مواد افزودني از 1/0 تا 2 درصد بنتونيت به ضخامت 1تا 2 ميليمتر انجام شد. نتايج بررسيهاي لازم در خصوص مشخصات گندلههاي مذكور نشان ميدهد كه گندلههاي توليدي داراي خواص مكانيكي مطابق با استانداردهاي موجود براي گندلههاي تكلايه توليدي در صنعت هستند. عدد افتادن اين گندلهها در حدود 3، استحكام فشاري تر ميانگين حدود 42/92 گرم بر سانتيمتر مربع، و استحكام خشك ميانگين 1120 گرم بر سانتيمتر مربع است. در خصوص تغليظ و بازيابي آهن از غبار EAF ابتدا عمليات ليچينگ با استفاده از اسيد سولفوريك دو مولار صنعتي به مدت سه ساعت و در دماي 98 درجه سانتيگراد انجام شد. پس از خنكسازي محلول، رسوبدهي شيميايي عناصر موجود صورت گرفت. نتايج حاصله نشان داد كه در روش گندله سازي، اين نوع گندله از اكسيد شدن ذرات غبار آهناسفنجي قبل از رسيدن به مذاب جلو گيري ميكند و گندله توليدي نياز به پخت نداشته و تنها خشككردن براي آنها كافي است و امكان استفاده به صورت مستقيم در كورههايقوسالكتريكي را دارند و در روش تغليظ شيميايي براساس نتايج بدست آمده مشاهده شد در يك مرحله عمليات انحلال آهن امكان جدايش از عناصري همچون كلسيم و منيزيم را دارد و با تغليظ آهن موجود در غبار كوره قوسالكتريكي ميتوان از اين منبع با خلوص بالا در فرايند اوليه گندله سازي استفاده كرد.
چكيده انگليسي :
The global production of iron and steel continues to rise steadily, leading to the accumulation of byproducts such as oxide scales, dust, and sludge. The presence of heavy metals in these wastes poses significant environmental challenges for their disposal. Traditionally, hydrometallurgical techniques have proven economically unfeasible for recycling these materials, whereas pyrometallurgical methods have gained traction and found broader applications.This research focuses on recycling electric arc furnace (EAF) dust, sponge iron dust, and oxidized scale pellets as secondary sources of iron. To achieve this goal, two methodologies were employed: a) the production of double-layer pellets and b) the concentration and recovery of iron from EAF dust through hydrometallurgical processes. In the fabrication of the double layer pellets, a core was initially formed using sponge iron dust in a disk pelletizer, incorporating 0.1% to 2% bentonite and 5% to 15% EAF dust as additives, resulting in pellets with a diameter of 12 to 15 millimeters. A secondary layer, measuring 1 to 2 mm in thickness, was formed from oxidized fines, with bentonite added in concentrations ranging from0.1% to 2%. The mechanical properties of the resulting pellets were evaluated and found to meet existing industry standards for single-layer pellets. Specifically, the tumble index of these pellets was approximately 3, the average compressive strength was about 92.4 g/cm2, and the average dry strength was 1,120 g/cm2. To concentration and recovery of iron from EAF dust, leaching was initially performed using 2 Molar sulfuric acid for three hours at 98 ºC. After cooling the solution, chemical precipitation of the constituent elements was carried out. The results indicated that the pelletizing method effectively prevents the oxidation of sponge iron dust particles before their introduction into the melt, thus eliminating the need for sintering and requiring only drying. This enables the direct use of the pellets in electric arc furnaces. In the chemical concentration method, the results demonstrated that a single stage of dissolution effectively facilitate the separation of iron from other elements, such as calcium and magnesium. Consequently, the concentration of iron present in EAF dust allows for its utilization as a high-purity source in the initial pelletizing process.