1、锰铁合金工业污染核算1锰铁合金工业的污染核算目录第一节我国铁合金及锰系铁合金行业综述 .2第二节 锰铁合金的基础 .4一锰铁的概念： 4二 锰铁的分类： 5第三节锰铁合金的原料 .6第四节 锰铁合金的生产工艺流程 .8一 锰铁合金的生产原理 8二 锰铁合金的生产流程 8第五节锰铁合金工业的环境污染 .16一锰铁合金工业的废气污染 22二锰铁合金工业的废水污染 23三锰铁合金工业的废渣污染 24第六节锰铁合金工业的污染治理 .25一废气的处理 25二废渣的处理 26三废水的处理 26第七节锰铁合金其他相关知识 .28一锰铁合金冶炼污染流程节点图 28二锰系铁合金连续成形技术的设备研制 28第一节
2、我国铁合金及锰系铁合金行业综述2006 年，我国共生产铁合金 1433.2 万吨，比 2005 年的 1067 万吨增长34.32%。2006 年，我国共进口锰矿石 621.26 万吨，比 2005 年的 457.84 万吨增长 35.69%。2006 年，锰系铁合金总产量预计为 605 万吨，当年出口量为80.25 万吨，占锰系铁合金总产量的 13.26%，出口量比 2005 年增加了47.03%。2002-2006 年锰系铁合金的生产和消费情况 单位：万吨.锰铁合金工业污染核算2年份全国铁合金总产量全国锰系铁合金总产量国内锰系铁合金消费量国内消费锰系铁合金占锰系合金比例锰系铁合金出口量锰系
3、铁合金出口占锰系合金比例2002 483.65 269.47 223.11 82.80% 68.47 25.40%2003 634.06 325.78 255.77 78.51% 72.61 22.28%2004 865.54 424.22 328.69 77.48% 99.57 23.47%2005 1067 464.48 412.6 88.83% 54.58 11.75%2006 1433.2 605 525.05 86.78% 80.25 13.26%锰铁合金工业污染核算3锰矿:在上下游商家的持续拉锯战中，三月锰矿行情疲态尽显，成交量始终未能得以突破，港口出货速度缓慢。价格方面，受 BH
4、P 三月锰矿报价大幅下滑影响，三月澳洲、南非等主流国家锰矿现货市场价格跌幅明显（1-3 元/吨度） ，马来西亚等非主流锰矿价格相对保持平稳。一下游市场虽然三月锰合金招标价格较二月持稳，但自二月初，钢厂对于锰合金采购量持续减少，直接导致硅锰及锰铁合金成交价格的下滑。整个三月，硅锰及锰铁整体跌幅在 200 元/吨左右，滞销现象十分明显。有合金厂负责人称，三月锰合金市场已经倒挂，对于锰矿采购需求保持低位。至三月下旬，四月钢厂采购价格相继出炉。受南方地区丰水期电价即将下调、钢厂锰合金库存充足以及 BHP 三四月锰矿报价大跌等诸多外界因素影响，四月钢厂对锰系产品采购价格在三月基础上再现 200 元/吨跌
5、幅，锰合金厂家叫苦不迭，锰矿需求进一步走低。虽然临近月末港口锰矿市场询盘明显增多，但80%以上锰合金厂询盘目的仅以了解价格为主，实际采购不多。合金厂普遍盼锰矿价格再降以减小生产成本，持币观望等待者甚多。 二港口锰矿成交 在合金厂对价格的持续打压以及锰矿出货压力日益增大的影响下，三月港口锰矿价格现 1-3 元/吨度松动。其中，跌幅最为明显的即 BHP 主营矿种-澳洲锰矿。澳块 Mn45%市场报价由三月初 53-54 元/吨一路下滑至月底 50 元/吨度，成交稀少；南非 Mn38%Fe5%等相对畅销的矿种也因此受到一定影响，Mn38%Fe5%南非锰块主流价格由月初 46.5 元/吨度跌至月底 45
6、.5 元/吨度；而巴西、加蓬等其他主流国家锰矿亦受明显冲击，现 1-2 元/吨度跌幅，且成交不畅。 锰铁合金工业污染核算4相对而言，马来西亚等非主流锰矿以及高铁锰矿跌幅并不十分明显，Mn35%Fe10%马来矿主流报价 39 元/吨度，印尼 Mn50%主流报价 56-57 元/吨度，较月初持平。而高铁锰矿也因供应量的相对紧缺以及富锰渣市场需求的集中而保持平稳之势，Mn30%Fe20%南非锰矿主流报价 43 元/吨度（北方港） 、45-46 元/吨度（南方港） 。尽管价格日渐趋弱，但未曾改变锰矿市场出货不畅的弱势局面。工厂方面仍旧按需补充库存为主，无意大批量采购，港口锰矿库存始终保持在 370 余
7、万吨的高位水平。 三、外盘市场 三月、四月 BHP 锰矿外盘价格均保持一致，即品位为 43%的小粒度澳洲锰矿报价由原 6 美元/吨度降至 5.5 美元/吨度；品位为 44%的澳锰块矿装船价格由原来的 6.5 美元/吨度降至 6 美元/吨度，品位为 48%的澳锰矿装船价格在 6.6美元/吨度降至 6.2 美元/吨度。而其他康密劳等大型供应商报价亦保持平稳，整个三月，锰矿外盘市场平静如初，无行情变化。第二节 锰铁合金的基础一锰铁的概念：锰铁。锰和铁组成的铁合金。由锰矿石、石灰石、白云石、焦炭等冶炼而成，外观呈深灰色，带有蓝黄色光彩，硬度大 。电炉高碳锰铁：电炉高碳锰铁是含有少量硅、磷、硫杂质的 M
8、n-Fe-C 三元合金，锰铁中锰与铁之和为 92%左右，含碳量 6%-7%。锰铁合金工业污染核算5高炉高碳锰铁：高炉法是高碳锰铁生产最早采用的一种方法。该法以焦炭作为还原剂和热源，白云石或石灰作熔剂，用高炉生产高碳锰铁。中低碳锰铁：中低碳锰铁主要是由锰、铁两种元素组成的合金，熔点接近1300，密度 7.2-7.3G/cm3；按照其含碳量的不同，中低碳锰铁可分为含碳量小于 0.7%的低碳锰铁和含碳量 0.7%-2.0%的中碳锰铁。锰具有脱氧、脱硫及调节作用(如阻止钢的粒缘碳化物的形成)，还能增加钢材的强度、韧性、可淬性，在钢铁以及不锈钢制造过程中的应用非常广泛，此类用量占到了锰需求的 85一 9
9、0。锰铁总消耗量为钢产量的 08一09。已探明的 80以上的锰矿资源主要分布于南非及乌克兰。其他主要的资源储藏地为中国、澳大利亚、巴西、加蓬、印度及墨西哥，中国锰矿属于稀缺资源，储量只有 711 亿吨，约占世界 5 。二 锰铁的分类：锰铁根据其含碳量不同分为三类：低碳类：碳不大于 0.7%；中碳类：碳不大于 0.7%至 2.0%；高碳类：碳不大于 2.0%至 8.0%锰铁的用途： 电炉高碳锰铁：主要用于炼钢作脱氧剂、脱硫剂及合金添加剂，另外随着中低碳锰铁生产工艺的进步，高碳锰铁还可应用于生产中低碳锰铁。高炉高碳锰铁：用于炼钢作脱氧剂或合金元素添加剂。锰铁合金工业污染核算6中低碳锰铁：中低碳锰铁
10、广泛应用于特殊钢生产，是炼钢的重要原料之一；同时也应用于电焊条的生产。第三节锰铁合金的原料电炉熔剂法生产锰铁合金以锰矿、铁鳞、焦碳和电极糊为原料。电炉生产所需的锰矿，入炉粒度为 1080 mm，其化学成分见表 1。铁磷已经很细满足入炉要求。焦炭入炉粒度为 520 mm，主要成分见表 2。外购标准电极糊，电极糊成分如表 3。表 1 锰矿化学成分（%）项目 Mg() Fe P() SiO2 CAO Al2O3 MGO锰矿 32.1 1.8 0.1 15.7 15.9 1.9 3.3表 2 冶金焦炭化学成分（%）成分 固定碳 挥发分 灰分 水分 S P% 80.0 0.6 1250。下锰铁合金工业污
11、染核算14降氧枪当枪头距铁水面 300400mm 时，开始供氧。供氧压力开始为 3kg/cm2，中期 78kg/cm2，提枪时为 3kg/cm2。最大供氧量为 5m3/min。当熔池温度上升至 1750左右时，逐步加入石灰(CaO87%，050mm)和高碳锰铁块降温，以控制炉温。石灰加入量按 CaO/SiO2=1.2 计算。冷却用高碳锰铁为装入铁水重的1520%。接近吹炼终点加入萤石 1015kg。根据供氧量、炉口火焰颜色判定吹炼终点。停吹后加入锰硅合金(Mn+Si82%，P0.25，%，粒度 020mm)，加入量为铁水的 21%22%。加锰硅合金(预热至 400600)时不断摇动炉体，以提高
12、还原效果。反应结束，稍停降温后出炉。试验结果得出吹炼终点温度与产品含碳量的关系如下：锰铁合金工业污染核算15锰回收率与合金含碳量密切相关。图 15 表示合金含碳量在吹炼终止时和添加锰硅合金还原后的锰回收率的关系。合金中的锰含量比入炉高碳锰铁的锰含量提高约 2%，磷稍有增加。平旋器-文氏管半干半湿除尘系统的除尘效果好，吹炼期排出炉气的中黄烟很少。以此法每生产 lt 中碳锰铁消耗高碳锰铁12551289kg，锰硅合金 216220kg，石灰 154161kg，萤石 1925kg；氧气 122136m3。锰回收率 79.5%81.4%；平均炉龄为 76 炉。在以上试验基础上，新余钢铁厂用 255m3
13、 高炉生产的锰铁，在 6t 氧气顶吹转炉内进行生产中碳锰铁的扩大试验。加入高炉锰铁(77%81%Mn，C6.6%6.8%，P0.27%0.31%，Si0.88%2.03%，温度1300)液 6.57.5t，下氧枪降至距金属面 0.80.9m 处开始吹氧，氧压89kg/cm2，供氧强度 34m3/tmin。加石灰(CaO91%)造渣。按炉渣碱度CaO/SiO21.2 的计算，先加 1/3，其余在吹炼终点前 24min 加入，使炉渣碱度达到 3.54。根据用氧量与炉口火焰判断终点。吹氧结束后加锰硅合金(Mn66.5%，Si19.07%，P0.128%)并摇动炉体。然后出炉、浇铸。平均炉产量7.2t
14、。每炉吹氧 27min。得到的中碳锰铁平均成分为Mn82.31%，C1.76%，Si0.58%，P0.30%；炉渣平均成分为：MnO30.731%，SiO224.09%，CaO37.17%，MgO3.93%；生产 1t 中碳锰铁消耗高锰锰铁 1282kg，锰硅合金 150kg，石灰 105kg；氧 83m3；锰回收率 83.97%；渣铁比 0.26。MOR 法美国联合碳化物公司金属部月产中碳锰铁 5000t 的工厂采用的方法，其生产原理和工艺与碱性顶吹氧炼钢相似。将高碳锰铁液装入转炉，吹氧使熔池温度从 1300提高到 1750。从 1300升温至 1550为锰氧化；1550升温至 1650为碳
15、氧化为主；温度高于 1650后则脱碳速度变小，而锰氧化增多，在 1750时熔池中合金含 C1.3%则继续用混合气体吹炼至 C1.3%。当分析结果熔池含 C1.3%时，加入规定数量的锰硅合金碎粒，再吹入氮气搅拌，以降锰铁合金工业污染核算16低炉渣中的锰和黏度。然后倾斜转炉倒出合金与炉渣并进行浇铸。每炉平均装入高碳锰铁(Mn78.3%)12050kg，锰硅合金 1021kg，返回品 950kg，石灰654kg。产出中碳锰铁(Mn80.7%)12409kg，炉渣(Mn27.1%)1868kg，烟尘(Mn60.2%)573kg，其他(Mn59.6%)50kg。转炉炉气经除尘器净化排放。回收的烟尘制球后
16、返回电炉。生产 1t 中碳锰铁消耗高碳锰铁 1129kg，锰硅合金 89kg，石灰57kg，氧 74m3，氮 18m3，天然煤气 31L(用以加热铁水包)。锰回收率 91.3%。炉衬寿命为 196 炉。每炉熔炼时间 2h25min。第五节锰铁合金工业的环境污染3240 铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标 单位 产污系数 末端治理技术名称 排污系数36 沉淀分离 36工业废水量吨/吨-高碳锰铁12 沉淀分离(循环利 用) 01,087.9 沉淀分离 652.7化学需氧量克/吨-高碳锰铁365 沉淀分离(循环利 用) 0挥发酚 克/吨-高碳锰 铁 17 沉淀分离 11
17、.9氰化物 克/吨-高碳锰 铁 405.8 沉淀分离 324.64,650 4,650工业废气量标立方米/吨-高碳锰铁2,305单筒旋风除尘法/过滤式除尘法/湿法除尘法 2,305单筒旋风除尘法+过滤式除尘法 0.33过滤式除尘法 0.55366.983湿法除尘法 0.652烟尘 千克/吨-高碳 锰铁0.095 直排 0.095高碳锰铁锰矿焦碳高炉法 150立 方 米二氧化硫千克/吨-高碳锰铁 0.811其它烟气脱硫法（湿法洗涤） 0.488锰铁合金工业污染核算17直排 0.8110.115 直排 0.115氮氧化物千克/吨-高碳锰铁 0.228 直排 0.228工业固体废物（冶炼废渣）吨/吨
18、-高碳锰铁 1.523 注煤气净化洗涤水污染物指标，若该部分废水循环利用，其排污系数均取 0，若干法净化，则此项废水污染物指标不统计；冲渣水污染物指标；高炉污染物指标；热风炉污染物指标。3240 铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位 产污系数 末端治理技术名称 排污系数38 沉淀分离 38工业废水量吨/吨-高碳锰铁 13 沉淀分离(循环利用) 01,289.3沉淀分离 758.3化学需氧量克/吨-高碳锰铁 654.8 沉淀分离(循环利用) 0挥发酚 克/吨-高碳锰 铁 20.5 沉淀分离 14.3氰化物 克/吨-高碳锰 铁 435.6 沉淀分离 348.44,7
19、58 4,758工业废气量标立方米/吨-高碳锰铁 2,503过滤式除尘法/湿法除尘法2,503过滤式除尘法 0.64972.631 湿法除尘法 0.829高碳锰铁锰矿焦碳高炉法150 立方米烟尘 千克/吨-高碳 锰铁0.132 直排 0.132锰铁合金工业污染核算18其它烟气脱硫法（湿法洗涤） 0.6111.06直排 1.06二氧化 硫 千克/吨-高碳 锰铁0.165 直排 0.165氮氧化物千克/吨-高碳锰铁 0.388 直排 0.388工业固体废物（冶炼废渣）吨/吨-高碳锰铁 2.073 注：煤气净化洗涤水污染物指标； 冲渣水污染物指标；高炉污染物指标； 热风炉污染物指标。废水污染物产排污
20、系数选取原则同续表 3。3240 铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位 产污系数 末端治理技术名称排污系数15 沉淀分离 15工业废水量吨/吨-高碳锰铁 14 沉淀分离(循环利用)01,277.8沉淀分离 978化学需氧量克/吨-高碳锰铁 849.1 沉淀分离(循环利用)0挥发酚 克/吨-高碳锰铁25 沉淀分离 20.6氰化物 克/吨-高碳锰铁550 沉淀分离 385.81,280 1,280工业废气量标立方米/吨-高碳锰铁 27,821单筒旋风除尘+过滤式除尘法/湿法除尘法27,8210.357单筒旋风除尘+过滤式除尘法 2.1570.448工业粉尘千克/吨-
21、高碳锰铁62.537湿法除尘法4.848其它烟气脱硫法（湿法洗涤）0.322(0.116-0.665)(0.116-0.665) 高碳锰铁锰矿焦碳石灰矿热炉法1万千伏安二氧化硫千克/吨-高碳锰铁0.46(0.1660.95) 直排 0.46(0.166-0.95)(0.166-0.95) 锰铁合金工业污染核算19工业固体废物（冶炼废渣）吨/吨-高碳锰铁 1.425 注： 封闭炉煤气净化洗涤水污染物指标，若该部分废水循环利用，其排污系数均取 0；冲渣水污染物指标； 封闭炉大气污染物指标； 半封闭炉大气污染物指标；矿热炉（所有炉型）污染物指标。说明：高碳锰铁生产线存在封闭炉煤气净化回收工艺，煤气净
22、化回收分干法和湿法，普查时应注意炉型和煤气净化回收工艺类别，产排污系数指标应一一对应。二氧化硫产排污系数用区间值表示，取值原则为：原材料含硫量小于 0.5%、在 0.5%-1.5%之间、大于 1.5%，产排污系数分别取下限、加权平均值、上限。3240 铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位 产污系数 末端治理技术名称 排污系数工业废气量 标立方米/吨-高碳锰铁36,565 过滤式除尘法 36,565工业粉尘 千克/吨-高碳锰铁74.497 过滤式除尘法 2.451二氧化硫 千克/吨-高碳锰铁1.237 直排 1.237高碳锰铁锰矿焦碳石灰矿热炉法1 万千伏安固体废
23、物（冶炼废渣）吨/吨-高碳锰铁1.433 综合利用 工业废水量 吨/吨-中低碳锰铁14 沉淀分离 14化学需氧量 克/吨-中低碳锰铁631.2 沉淀分离 498.9工业废气量 标立方米/吨-中低碳锰铁 15,873单筒旋风除尘法/湿法除尘法/过滤式除尘法15,873单筒旋风除尘法 6.815湿法除尘法 4.154工业粉尘 千克/吨-中低 碳锰铁 39.373过滤式除尘法 1.256其它烟气脱硫法（湿法洗涤） 0.279中低碳锰铁锰矿硅锰合金石灰电硅热法所有规模二氧化硫 千克/吨-中低 碳锰铁 0.459直排 0.459锰铁合金工业污染核算20固体废物（冶炼废渣） 吨/吨-中低碳 锰铁 1.66
24、 注：矿热炉污染物指标； 湿法除尘废水污染物指标，若该部分废水循环利用，其排污系数均取 0； 精炼炉污染物指标。3240 铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标 单位产污系数 末端治理技术名称 排污系数工业废气量标立方米/吨-中低碳锰铁11,056 过滤式除尘法 11,056工业粉尘 千克/吨-中低 碳锰铁 34.647 过滤式除尘法 1.008二氧化硫 千克/吨-中低 碳锰铁 0.401 直排 0.401中低碳锰铁锰矿硅锰合金石灰摇炉-电炉法所有规模 工业固体废物（冶炼废渣）吨/吨-中低碳锰铁 1.175 综合利用 4,305 重力沉降法/单筒旋风除尘法/过滤式除尘
25、法4,305工业废气量标立方米/吨-富锰渣2,877 直排 2,877重力沉降法+单筒旋风除尘法 3.6978.866 重力沉降法+过滤式除尘法 0.247烟尘 千克/吨-富锰 渣1.317 直排 1.3171.098 直排 1.098富锰渣锰矿焦碳高炉法所有规模二氧化硫 千克/吨-富锰 渣1.117 直排 1.117锰铁合金工业污染核算21工业废气量标立方米/吨-富锰渣32,496 过滤式除尘法 32,496工业粉尘 千克/吨-富锰 渣 82.748 过滤式除尘法 2.219矿热炉法所有规模二氧化硫 千克/吨-富锰 渣 1.314 直排 1.314工业废气量标立方米/吨-氮化锰 3,101
26、过滤式除尘法 3,101氮化锰中低碳锰铁氮气真空电阻炉法所有规模 工业粉尘 千克/吨-氮化锰 3.43 过滤式除尘法 0.17注：电炉污染物指标； 高炉污染物指标； 热风炉污染物指标； 矿热炉污染物指标； 电阻炉污染物指标。3240 铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位 产污系数 末端治理技术名 称 排污系数21 沉淀分离 21工业废水量吨/吨-高碳铬铁12 沉淀分离(循环利 用) 01,387.9 沉淀分离 741.4化学需氧量克/吨-高碳铬铁 1,046.8 沉淀分离(循环利用) 0挥发酚克/吨-高碳铬铁 15.3 沉淀分离 12.299.5 沉淀分离 86
27、六价铬克/吨-高碳铬铁57.9 沉淀分离(循环利 用) 0氰化物克/吨-高碳铬铁 642.5 沉淀分离 511.9高碳铬铁铬矿焦碳硅石矿热炉法1万千伏安工业废气标立方米/吨-高碳铬铁1,860单筒旋风除尘+过滤式除尘法 1,860锰铁合金工业污染核算22量 25,857 /湿法除尘法 25,8570.288单筒旋风除尘+过滤式除尘法 0.7880.442工业粉尘千克/吨-高碳铬铁 56.426湿法除尘法1.548其它烟气脱硫法（湿法洗涤）0.169（0.231.391）二氧化硫千克/吨-高碳铬铁1.273（0.2872.319） 直排1.273（0.2872.319）工业固体废物（冶炼废渣）（
28、含铬废物）吨/吨-高碳铬铁 1.285 注：封闭炉煤气净化洗涤水污染物指标，若该部分废水循环利用，其排污系数均取 0； 冲渣水污染物指标；封闭式矿热炉污染物指标 ；半封闭式矿热炉污染物指标；矿热炉（所有炉型）污染物指标。说明：高碳铬铁生产线存在封闭炉煤气净化回收工艺，煤气净化回收分干法和湿法，普查时应注意炉型和煤气净化回收工艺类别，产排污系数指标应一一对应。二氧化硫产排污系数用区间值表示，取值原则为：原材料含硫量小于 0.5%、在 0.5%-1.5%之间、大于 1.5%，产排污系数分别取下限、加权平均值、上限。一锰铁合金工业的废气污染铁合金厂废气来源于矿热电炉、精炼电炉、焙烧回转窑、多层机械焙
29、烧炉和铝金属法熔炼炉。铁合金厂废气的排放量大，含尘浓度高，废气中 90%是二氧化硅，还含有氯气、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等。锰铁合金电炉在冶炼生产过程中排出大量的高温含尘烟气，烟尘主要成份是 Mno2 和 SiO2，烟尘粒径大部分小于 5um。有组织排放废气分为 5000kVA 矿热电炉系统有组织的废气（其中包括炉子出铁产尘点产生的烟气，该无组织烟气被引入电炉烟气收尘系统）和供料、配料各皮带输送机产生粉尘。熔炼锰铁合金电炉烟尘成分氧化物 Mn CaO MgO SiO2 Al2O3 P% 24.24 3.34 4.37 21.88 3.34 0.08锰铁合金工业污染核算23二锰铁合金工业的废
30、水污染废水中碱金属含量多，总铁、总锰含量高，呈碱性，氰化物含量没洗涤一次的增加量高达 20mg/L 左右。铁合金生产废水主要有封闭式电炉的烟气洗涤水、锰铁高炉的烟气洗涤水、冲渣系统废水、生产金属铬时来自浸出铬渣的废水、生产五氧化二钒的分离废液等，铁合金生产废水成分复杂，并含有各种有毒物质。锰铁高炉煤气洗涤水中含悬浮物 25003500mgL(80的粒度小于 10m)，含锰 200mgL，含氰化物 100200mgL。如将此水循环使用，其污染物浓度还将提高，氰化物可达 3001000mgL，最高可达 2500mgL。生产金属铬时，废水中六价铬的浓度为 50100mgL；生产钒铁时，废水中的钒浓度
31、为 80130mgL。（一）锰铁高炉煤气洗涤废水高炉煤气在洗气过程中，水中 SS 浓度高达 25004000mg/L，废水中的污染物有酚、氰、硫化物、pH 值等。目前煤气净化废水采用渣滤法结合生化处理。废水产生量约为 10m3/1000m3 煤气。（二）电炉煤气洗涤水全封闭电炉煤气采用湿法洗气时，废水主要来自洗涤塔、文氏管、旋流脱水器等设备。废水量约为 1525m3/1000m3 煤气。废水 SS 浓度19605465mg/L，色度灰黑色，废水中的污染物还有酚、氰、COD 等。废水水质状况见表全封闭电炉煤气净化废水水质分析pH 值 SS/ (mg/L)色度（度）水色 硫化物（mg/L）酚（mg
32、/L）氰化物（mg/L）COD（mg/L）910 1960546540 黑色灰色3.87 0.10.2 1.295.969.52（三）电炉冲渣废水排放铁合金电炉冶炼过程排放的液态熔渣量随电炉容量大小，冶炼品种不同变化的。放出的液态熔渣流入渣罐，再从渣罐下部卸渣管流入冲渣沟，同时用高压水对渣进行水 ，水与渣均流入沉渣池，经自然沉淀分离后，水渣可供水泥厂作添加剂，冲渣水循环使用。冲渣水量一般为 1015m3/t,SS 浓度在36200mg/L,氰化物浓 0.5mg/L。锰铁合金工业污染核算24三锰铁合金工业的废渣污染电炉冶炼中氧化物等杂质与铁合金分离形成炉渣，从火法回收的烟尘也属于固体废物。铁合金
33、生产的废渣有铁合金渣、尘泥、废耐火材料等。矿热电炉工艺过程主要包括：原料配料熔炼沉清分离浇铸破碎、精整包装。工艺流程及污染工序详见图第六节锰铁合金工业的污染治理一废气的处理将来自锰合金生产电炉的烟气，在离心式主风机的抽吸作用下，烟气由半封闭式电炉内引出，沿着烟道首先进入一个热交换器降低烟气温度(冷却器能把粗粒和火星分离开来具有预收尘效果，)，然后用风机作用下进入袋式除尘器，粉尘滞留在滤袋外，净化的烟气经除尘器顶部排入大气，灰斗下的微粉由人工G 1 G 2 G 3 电 炉 配 料 变 压 器 引 风 机 浇 铸 出 料 表 冷 及 布 袋 除 尘 成 品 精 整 包 装 烟 囱 供 电 炉 料
34、N 1 G 4 N 2 W 1 排 空 N 4 S 1 W 2 N 3 S 2 N 5 - 锰 铁 合 金 冶 炼 污 染 流 程 示 意 图 G 废 气 S 废 渣 W 废 水 N 噪 声 G6 G 5 锰铁合金工业污染核算25或机械入袋输出。电炉产生的高温烟气（G1） ，采用的净化流程为：烟气表冷器袋式除尘器引风机烟囱排放。对出铁、出渣和产品浇铸时产生的烟尘，在出料（G2）和产品浇铸（G3）区域设立烟气收集罩并将烟气管道与电炉烟气管道连接，通过该台电炉的收尘系统进行处理后经烟囱排放（G4） 。精整过程中产生的废气（G6）含有少量颗粒物。电炉除尘系统工艺流程见图。高压脉冲布袋除尘器 冷水烟道
35、 集气罩表面冷却器引风机 烟囱电炉收尘系统流程图工艺电炉烟气烟尘排空二废渣的处理将电炉炼锰硅合金和锰铁合金的废渣破碎至直径为以下的颗粒成为渣浆；用摇床将渣浆按不同比重分级出床，比重最大的废渣颗粒为锰精渣，比重较锰精渣小的废渣颗粒为中渣，中渣经再破碎、重复洗选继续选出锰精渣；比重最小的废渣颗粒为尾渣，弃之。凡含锰量在以上的上述废渣，均可用此法回收废渣中的锰。三废水的处理冶炼锰铁合金外排废水时，要对氰化物进行处理，并调整 pH 值。如含氰浓度很高时，常用酸化曝气碱液吸收法回收废水中的氰化物。废水再经碱性氯化法处理后予以排放。在进行碱性氯化法处理时，最好加入过量的氯系氧化剂，使氰化物氧化为氰酸盐后能
36、进一步氧化为 N2 和 CO2，以保证安全。处理水在排放前还应加酸中和，使 pH 值达到排放要求。烟气除尘废水处理的工艺流程为：烟气除尘废水进入集水井，向集水井投锰铁合金工业污染核算26加絮凝剂聚合氯化铝，然后进入沉淀池经混凝沉淀后，出水再经压泵送入机械通风冷却塔，经冷却后，自流入清水池。然后压泵再送入烟气净化系统循环使用。处理后的水质澄清，略呈微黑，PH 值 7-8，出水悬浮物为 177mg/L，取得了较好的处理效果。废水的处理：目前烟气净化废水，采用渣滤法结合投加药剂和渣滤法结合生化法处理，在生产实践中均取得较好的效果。锰铁高炉烟气净化废水，一般采用普铁高炉煤气洗涤水的处理工艺，包括水的净
37、化、水质稳定，也是可行的。烟气除尘废水 集水井 沉淀池 冷却塔清水池絮凝剂聚合氯化铝锰铁合金工业污染核算27第七节锰铁合金其他相关知识一锰铁合金冶炼污染流程节点图炉料 配料供电 变压器电炉 表冷及布袋除尘 引风机烟囱排空出料浇铸精品包装成品S 废渣G 废气W 废水N 噪声无组织排放有组织排放G2G1G3G41G5G6W2W1N 2N 3N 1N 4N 52S1S二锰系铁合金连续成形技术的设备研制铁合金主要用于炼钢的脱氧剂、合金元素添加剂等。国内外铁合金的生产成形方法主要是模铸, 虽然工艺简单、成本低, 但所生产的合金疏松易碎。据锰铁合金工业污染核算28资料统计, 2005 年全国铁合金年产量达
38、1 069 万t , 国内消耗量达900 万t。锰系铁合金产量占铁合金总产量30%35%, 每年因为破碎成粉所造成的经济损失是巨大的,因此铁合金铸造工艺的改进一直是行业里亟待解决的一个难题。因为锰系铁合金的脆性很大, 能抵抗德拉应力变形的能力很低, 采用连铸方式生产本身很困难, 对于韧性低于碳钢的Fe Mn C 高锰钢在半固态下实现顺利拉拔就更困难了 1 , 本课题就锰系铁合金的连续成形技术进行了研究。（一） 锰系铁合金的性能研究一） 锰系铁合金的高温强度试验采用GLEELE1500 的热模拟试验机分别测试了锰系铁合金在不同温度下的抗压强度和抗拉强度, 合金的抗压试样为8 mm 15 mm;
39、抗拉试样是在砂型中浇注成形, 形状为标准抗拉强度试样。锰系铁合金的抗拉强度和抗压强度的变化趋势相似, 两者都是在700 时达到峰值, 在800 和850高温下两者分别有较大幅度的降低, 但在这样的温度下锰系铁合金的塑性有一定程度的改善。另外, 锰系铁合金的抗拉强度比抗压强度低很多, 在700 高温下的抗拉强度最高值只有20 MPa, 而在此温度下的抗压强度最高值则达到120 MPa。锰系铁合金总的来讲是脆性材料, 在拉应力和压应力达到极限的瞬间都是脆性断裂, 这个特点决定了其连续铸造工艺的难度, 要尽可能减小连续铸造时的拉拔阻力。二） 锰系铁合金的摩擦特性为了选用适合高脆性锰系铁合金连续铸造用
40、结晶器的材料, 采用高温磨损试验机SRC 在400 时分别测试了锰系铁合金与石墨和铜之间的摩擦因数可见, 锰系铁合金与石墨之间的摩擦因数相对于铜来讲比较低, 锰系铁合金与石墨之间的摩擦因数基本稳定在0到13 附近, 与铜之间的摩擦因数基本稳定在0到35 左右。锰系铁合金中的碳基本处于饱和状态,石墨材料做结晶器的内衬不会使合金中的碳含量发生大的变化。因此可以选用石墨做内衬的石墨 铜复合结晶器, 通过大大减少摩擦阻力来实现脆性铁合金的连续拉拔。在测试中发现往复振动的频率大小对于摩擦因数是有影响的, 频率增加摩擦因数的值就会有所上升, 降低频率摩擦因数也会有所降低, 但在一定频率下, 摩擦因数在初期
41、会逐步上升, 然后达到基本稳定。因此在选择振动参数时, 振动频率不宜选择太高。（二） 锰系铁合金连续成形的基本设备连续铸造设备主要包括结晶器、结晶器的振动系统和铸坯的拉拔系统。一） 结晶器的结构和特点在试验中发现铸坯在结晶器出口处温度太低, 合金自动爆裂倾向增大, 因此铸坯的冷却能力在有石墨内衬的情况下也能达到要求, 也就是要把减小摩擦阻力放在首位考虑来设计结晶器, 因此锰系铁合金的结晶器设计成直筒型, 不像连续铸钢的结晶器设计成倒锥度, 锰系铁合金采用的结晶器的结构铜的导热系数为392. 0 W/ ( m ! ) , 石墨的导热系数只有112 8 W/ ( m ! ) , 因此对石墨 铜复合
42、结晶器, 石墨的厚度要尽可能减小, 在加工时紧密镶嵌在铜内壁中, 同时又要保证石墨的可加工性以及使用寿命。经过试验, 结晶器石墨内衬的壁厚控制在2 4 mm。锰铁合金工业污染核算29二） 结晶器的振动机构结晶器的振动是为了起脱模的作用, 目的是防止铸坯粘结而发生拉裂或拉漏, 针对锰系铁合金的特点, 试验中采用正弦振动方式, 采用的振动装置正弦振动的实现是靠偏心轮完成的, 振动的传递是依靠四连杆机构, 结晶器的上下运动是依托在板式弹簧上。结晶器的基本振动参数主要是指振动频率和振幅,由此引出的工艺参数即负滑动时间tN 、负滑动率N S 是在连续成形中必须要考虑的振动参数。在试验中发现,振动参数的选
43、择对锰系铁合金的连续成形影响很大, 振幅和频率的选择直接影响负滑动时间, 试验中振幅、频率与负滑动时间之间的对应关系。可见, 振幅越大, 负滑动时间增加, 负滑动时间达到最大值所对应的频率越小, 从负滑动时间最小值所对应的频率到负滑动时间达到最大值对应的频率之间的变化越急速, 此时频率的稍许变化就会导致负滑动时间的快速增加, 这对振动的平稳运行极为不利, 尤其对脆性铁合金的连续铸造危害更大, 因此选取振幅要低, 并保证有合适的负滑动时间, 选取参数时要考虑负滑动时间也不能太高。根据连续铸钢的理论: 负滑动时间tN 最佳取值范围为0 10 0 25 s 3 , t N 取值太大会造成铸坯表面的振
44、痕加深, 降低坯壳的有效受力面积及其拉拔的承受能力。也有认为振痕与负滑动时间有关,振痕深度随负滑动时间增加而加深 4, 5 。由此可知减小负滑动时间可以减小振痕深度, 对于钢而言, 由于其韧度较大, 振痕深度的增加影响型材的外观质量, 但是对于脆性大的锰系铁合金来讲, 振痕的存在无疑给了铸坯一个横向剪切, 使新生的坯壳受力增加, 进而导致坯壳断裂。由图4 可知, 减小振幅S、增大振动频率f 时,可使负滑动时间t N 缩短, 试验中发现很小的负滑动时间就可以满足锰系铁合金的拉拔需要。三） 连续成形的拉拔机构锰系铁合金的拉拔机构采用的是电机带动铰链机构实现对拉坯辊的驱动, 精度要求高, 拉拔系统采
45、用的是垂直下拉机构。考虑锰系铁合金的脆性特点, 在合适的温度下将铸坯送入挤压辊, 可以通过施加比较小的机械外力使铸坯达到成品要求的粒度, 从而实现一次性加工成用户所需要的产品。三铁合金厂废水治理及药剂铁合金厂废水治理及药剂铁合金主要用于钢和铸铁脱氧。作为合金化和石墨化的成分，锰是使用最广的铁合金元素，其次是硅、铬、磷。此外，还有钨、钛等。铁合金厂废水主要有：锰钛高炉烟气净化废水，封闭电炉气净化废水，含铬废水、含钒废水、冲渣废水等。废水的来源及特点：铁合金产生产过程中的有害废水，主要来自锰铁高炉和封闭电炉的烟气净化废水，废水中含有大量的悬浮物，其力度较细。锰铁高炉烟气净化废水中的氰化物含量也较高
46、。锰铁高炉的冶炼原料为一般锰矿，均属贫矿，粒度细。投加的造渣剂石灰石量大。冶炼的焦化比高，炉温高达1800度，烟气净化废水中悬浮物含量高，且粒度较细，一般小于10mm的约占总量的80%左右。废水中碱金属含量多，总铁、总锰含量高，呈碱性，氰化物含量没洗涤一次的增加量高达20mg/L左右。封闭电炉烟气净化废水，悬浮物含量高，粒度细，一般粒径为0.5-2mm，呈锰铁合金工业污染核算30碱性。含铬废水中含六价铬浓度高，超过排放标准达60-300倍；含钒废水中含六价铬浓度超过排放率标准达30倍以上；含钒浓度超过排放量标准达40倍以上。锰铁高炉和封闭电炉的烟气净化废水，其水量和水质常随炉容的大小、冶炼的品
47、种、原料的变化、烟气净化工艺、操作条件等因素而变化，因而给废水治理带来一定难度。上述废水如果没能妥善处理，经造成循环供水的水质恶化，并将引起供水设备和管道产生结垢，以致堵塞。如果出现上述情况，将影响循环供水设施的正常运行，被迫将污水外排。不但浪费资源，而且废水中的有害物质如悬浮物、氰化物、钒、六价铬等回污染水体，对水生物造成毒害。废水的处理：目前烟气净化废水，采用渣滤法结合投加药剂和渣滤法结合生化法处理，在生产实践中均取得较好的效果。锰铁高炉烟气净化废水，一般采用普铁高炉煤气洗涤水的处理工艺，包括水的净化、水质稳定，也是可行的。对于封闭电炉烟气净化洗涤水，国内一般均采用加药混凝沉淀处理。一般废
48、水排放量每1000立方米的烟气为15-20立方米。封闭电炉一般烟气净化工艺流程为：封闭电炉-集尘箱-洗涤塔文氏管旋流脱水器净化的烟气供用户 使用。净化烟气废水来自洗涤塔、文氏管、旋流脱水器等。如吉林铁合金厂采用混凝沉淀真空过滤法治理封闭电炉烟气洗涤费水，烟气洗涤废水中悬浮物含量为1960-5465mg/L，悬浮物的粒度较细，小于1mm的占75.80%，小于1.20mm的占7.7%，小于1.50mm的占15.40%，小于2.5mm的占1.10%；氰化物含量为1.29-25.96mg/L其烟气除尘废水处理的工艺流程为：烟气除尘废水进入集水井，向集水井投加絮凝剂聚合氯化铝，然后进入沉淀池经混凝沉淀后，出水再经压泵送入机械通风冷却塔，经冷却后，自流入清水池。然后压泵再送入烟气净化系统循环使用。处理后的水质澄清，略呈微黑，PH值7-8，出水悬浮物为177mg/L，取得了较好的处理效果。浓缩至沉淀的泥浆用于污水加压泵送至二次浓缩池沉淀后进入外滤式真空过滤机脱水处理，滤液返回浓缩池，滤饼尚待综合利用，年耗药剂聚合氯化铝溶液约60T，药剂耗量大，今后可考虑采用复合药剂聚合氯化铝铁/复合铝铁，以减少药耗用量。
