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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李宗立
研究生(外文):LI, ZONG-LI
論文名稱:電弧爐煉鋼煙塵之性質與資源化之研究
論文名稱(外文):A secondary resource study of the characterization, processing and utilization of electric arc furnace dusts
指導教授:蔡敏行
指導教授(外文):CAI, MIN-XING
學位類別:博士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:礦冶及材料科學研究所
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1993
畢業學年度:81
語文別:中文
論文頁數:246
中文關鍵詞:電弧爐煉鋼煙塵資源化
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電弧爐煉鋼煙塵因富含過渡金屬成份且顆粒微細,易造成環境污染,同時賄回收價值
,在1971年代以後逐漸受到各國重視。至於國內仍缺乏有系統且深入探討電弧爐煉鋼
煙塵之。研究此本論文首先針對煙塵之發生量進行調查,同時也進行毒性溶出試驗(
簡稱TCLP),並對煙塵之物性、化性進行研究,以瞭解國內電弧爐煉鋼煙塵之特性,
再依煙塵之特性進行酸、鹼浸漬探討並進行鋅元素回收研究。浸漬後之殘渣以凝集一
分散配配合磁選,分成弱磁與強磁兩部分,而後分別就此兩部份之應用進行研究。經
由以上之研究,確立了電弧爐煉鋼煙塵資源化與無害化之流程。
研究之結果顯示: 國內電弧爐煉鋼煙塵之年產生量約為6 萬公噸。主要成份為鐵(15∼37%) ,鋅
(7∼28%)與錳(1.55∼7.65%),含鋅量大都在20%以上。由毒性溶出試驗顯示,大多數
電弧爐煉鋼煙塵皆超出最大獨性容許溶出標準,是有害事業廢棄物,易造成環境之嚴
重污染。
電弧爐煉鋼煙塵主要結晶相為(Mn,Zn)Fe2O4、Zno 和ZnCl2‧4Z(ONH)2‧H2O。電弧
爐煉鋼煙塵進入Gas cooler之前,含有((Mn,Zn)Fe2O4、Zno和ZnCl2 微粒,而在冷卻
後由於ZnCl2 具有潮解性,與附著於小圓粒之ZnO 反應,形成ZnCl2‧4Zn(OH)2‧H2O
產物之同時,將(Mn,Zn)Fe2O4結構之小圓粒膠結在一起成為複合粒。
因CO氣體的逸出,將液態之spinel ferrite霧化成為滴滴狀。液深冷卻故畫後,形
成不同組成成分子(Mn,Zn)Fe2O4和(Mn,Zn)Fe2O4-Fe3O4,化學形微粒。其顯微結構可
區分為平坦狀、細胞狀、樹枝狀、等軸狀和微結晶狀,化學式之組成為
(MnxZnyFe1-x-y)Fe2O4其中X=0.06∼0.20,y=0.02∼0.52。
常溫常壓下,固液比為1/10時,0.6M之HC1 溶液可將CSI煙塵中之ZnO和Zn2‧
4Z(OH)2‧H2O完全溶出,而保留Mn-Zn ferrite 於浸漬殘渣中。至於NaOH溶液濃度需
達10N時,才能將煙塵中之ZnO 和ZnCl2‧4Zn(OH)2‧H2O 完全溶出。酸處理後之殘渣
,較鹼處理者單粒化好且磁性也較高。
酸浸漬液中加入氧化劑H2O2,再以Ca(OH)2 為中和劑,可使Zn2 之共沈量最少,可
達除去Fe離子之目的。而在常溫下添加2 當量鋅粉,反應時間在20∼30分鐘,cd濃度
可降至2ppm左右,而Cu、Pb則降至1ppm以下。再於高溫(95℃)下,添加鋅粉和Sb2O3
,則Co、Ni、cd之濃度下降至0.5ppm以下,以電解方式可回收純度為99.67%之鋅金屬
,其電解效率為88.2% 。另以濃縮晶析方式,則可回收99% 以上之硫酸鋅結晶。
酸浸漬後之殘渣,其中強磁性部分在沈降試驗中,因殘磁的存在造成磁區電位能的
作用力大於電雙層效應的分散力,使顆粒凝集形成大顆粒沈降。弱磁性部分則維持分
散狀態,因此可藉分散- 凝集方式分選。再配合磁選處士,可回收55wt% 具有飽和磁
化量為55.2emu/g 之強磁性部分與45wt%之弱磁部份。
弱磁部分經800℃ 以上焙燒後,符合CNS3835 之顏料性質要求,可做為暗紅色氧化
鐵顏料使用。而強磁部份可當分選鋯石和模來石(mulgrain)之磁性載體,並可做為廢
水中之懸浮物和Fe(CN)64-之吸附劑。
中文摘要
英文摘要
目錄
表目錄
圖目錄
第一章 緒論
第一節 前言
第二節 研究範圍
第三節 研究目的
第四節 研究架構
第五節 研究限制
第二章 電弧爐煉鋼煙塵之產量、性質與毒性溶出特性之研究
第一節 前言
第二節 實研步驟與方法
第三節 結果與討論
第四節 結論
第三章 電弧爐煉鋼煙塵之結晶相研究
第一節 前言
第二節 實驗法
第三節 結果與討論
第四節 結論
第四章 電弧爐煉鋼煙塵中鐵氧磁体粉末之生成機構研究
第一節 前言
第二節 實驗方法與步驟
第三節 結果
第四節 討論
第五節 結論
第五章 電弧爐煉鋼煙塵之酸和鹼浸漬行為之研究
第一節 前言
第二節 實驗方法與步驟
第三節 結果與討論
第四節 結論
第六章 分選由彿爐煉鋼煙塵回收之錳鋅鐵氧磁體粉末與其應用之研究
第一節 前言
第二節 實驗方法
第三節 結果與討論
第四節 Mn-ZN ferrite粉體之應用
第五節 結論
第七章 總結論及建議
參考文獻
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