不锈钢渣中铬的赋存状态与铬的富集行为研究.pdf

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1、第3期矿产综合利用No．32012年6月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesJun．2012不锈钢渣中铬的赋存状态与铬的富集行为研究王伟，廖伟，武杏荣，李辽沙(安徽-r~l,大学安徽省冶金工程与资源综合利用重点实验室。安徽马鞍山243002)摘要：研究了不锈钢渣中铬的赋存状态以及高温改性与添加BO，改性后铬的富集行为。采用扫描电镜(SEM)、x一射线能谱(EDX)、x一射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)对水淬试样进行分析。结果表明：不锈钢合成渣中铬

2、主要以分散态形式存在于基质相中；经过1520~C下熔化并冷却至1500~(；后，不锈钢渣中的铬以镁铬尖晶石相(铬富集相，Mg(cr，A1，re)：o4)形式析出，但铬的富集度仅为27．10％；添加B：O，改性后，富铬相中铬含量(以CqO，计)可以达到52．66％，铬的富集度达到81．9o％，绝大部分铬富集到铬富集相中。关键词：不锈钢渣；铬；富集；铬富集相中图分类号：X757文献标识码：A文章编号：1000—6532(2012)03—0042—04不锈钢渣来自不锈钢冶炼过程中产生，每生产渣系J，为不锈

3、钢渣的资源化利用提供了新的1t不锈钢会产生大约3t的不锈钢渣¨。不锈钢渣方向。本文研究不锈钢渣中铬的赋存与富集行中含有大量的重金属铬元素，并且铬会以Cr6+的形为，包括：(1)不锈钢渣中铬的赋存状态与分布；式溶出j。cr6毒性剧烈，不仅危害生态环境，影响(2)高温改性后铬的富集行为；(3)添加BO改动植物生长，而且可通过消化道和皮肤进人人体，引性后铬的富集行为，为不锈钢渣中铬的分离与资起各种疾病发生。源化利用提供依据。对于不锈钢渣的浸出毒性，国内外常采用固1原料性质化、稳定化后进行填埋的方法进行处理

4、【3]，这种方法不仅需要大量的固化材料(如水泥等)，还需试验所用不锈钢钢渣为仿现场的合成渣，所用要深挖土方，动力消耗大，且直接的固化、稳定化材料CaO，SiO2，MgO，Fe2O3，Cr2O3和AI2O3均为处理对于资源日益紧缺的今天，是不明智的选分析纯。由于CaO易吸潮，用CaCO代替。不锈钢择。目前对不锈钢渣的处理并没有经济有效的合成渣的化学组成见表1。方法，主要是采用磁选与浮选进行简单回收金属表1不锈钢合成渣的化学组成／％的处理后将其在渣场堆放¨。然而，采用磁选或Table1Chen~cal(

5、，0髓p【mer吐sofstainlesssteelsynth~eslag者浮选的方法都是针对金属单质或者合金，同时需要有一定的金属含量。此外，不锈钢渣中存在的一些重金属氧化物和以硅酸盐形式存在的矿相并不能靠简单的磁选或者浮选进行分离，这样按比例准确称量各组分，充分混匀后置于氧化不仅造成了不锈钢渣中有价元素铬的浪费，而且镁坩埚中，放人立式MoSi高温炉中的恒温带，升温增加了铬对环境的污染风险¨J。到1520~(2保温30min后取出放入水中淬冷获得渣选择性富集技术，已成功用于含钛、钒和磷样。所得渣样

6、经过破碎、粉磨后待用。收稿日期：201l—ll一16基金项目：安徽省自然科学基金(090414150)；安徽省高校自然科学重点基金(KJ2009A69)作者简介：王伟(1985-)，男，硕士研究生，主要从事冶金二次资源综合利用研究。第3期王伟等：不锈钢渣中铬的赋存状态与铬的富集行为研究。43·尺寸为7．87um。但是尖晶石相在渣中的含量很少，2试验结果与讨论经过计算得出，铬的富集度仅为29．69％；铬主要以2．1不锈钢渣中铬的赋存状态与分布分散态形式存在于基质相中，其中铬的含量(以cr取一小块熔融一

7、水淬后合成的不锈钢渣样研磨O计)为4．67％。并抛光，用超声波清洗后喷覆碳膜，用扫描电镜和能2．2高温改性后铬的富集行为谱仪分析渣中铬的赋存状态与分布；用玛瑙研钵研称取10g合成的不锈钢渣，置于氧化镁坩埚中，磨一部分渣样成粉末后用x射线衍射衍射仪分析放入高温炉中的恒温带。在大气环境下，升温到渣中矿物组成。1520oC恒温10min后以3℃／min的速度冷却至不锈钢合成渣的x射线衍射分析结果如图11500oC，保温10rain后取出在水中淬冷。所示；利用SEM和EDX分析合成渣样，相关的EDX不锈钢合

8、成渣经过1500~C高温改性后的x射数据见表2。线衍射分析结果见图2；利用SEM和EDX分析渣·钙镁硅石(C3MS2)样，相关的EDX数据见表3。●．止越}i}．20／(。)lUl5ZOZ53U354U455055606570’7520／(。)图1不锈钢合成渣XRD图谱Fig．1XRDspectrumofstainlesssteelsyntheticslag图2高温改性后不锈钢渣XRD图谱谱Fig．2XRDspectrumofstainlesssteelsynthet