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还原脱磷

发布时间:2023-09-15 11:31:38

还原脱磷

不锈钢脱磷技术可分为氧化脱磷和还原脱磷。还原脱磷是指在惰性或还原性气氛下向钢(铁)液加入脱磷溶剂,使钢铁中的磷还原成负3价的磷化物而去除的方法。

同时还原脱磷法还可以用于废水生物处理,具有工艺流程短、出水水质好、出水可以直接回用等优点。

还原脱磷脱磷

磷在钢中的存在形式通常认为是以磷化物的形式存在。在液态钢中,一般以〔P〕表示,磷使钢产生“冷脆”。所以脱磷反应常应用于炼钢中,为了除去有害杂质P。

在吹炼的最初阶段(约4分钟),由于硅、锰与氧的结合力大,所以要等硅锰氧化到较低时磷才开始氧化,而且磷的氧化速度也不大,约0.007-0.016%/分,此时脱碳速度也不大,吹炼中期,硅锰已基本氧化,此时进入碳、磷氧化阶段,磷的氧化速度约0.0013-0.021%/分,一般吹炼到一定时间,磷可达到规格之下,而且由于炉内温度还不太高,所以只要化渣良好,脱磷速度大于脱碳速度。

到吹炼后期,钢液中磷含量已比较低,在加上碳、磷的反应使炉温升高,脱碳速度加快,脱磷速度明显放慢,甚至回出现回磷现象,一直到吹炼末期,炉渣碱度提高且化渣良好,才有可能再次使磷下降,但此时脱磷速度只有0.002-0.010%/分。

还原脱磷还原脱磷简介

还原脱磷是降低钢中磷含量的一种方法,具体是指在惰性或还原性气氛下向钢(铁)液加入脱磷溶剂,使钢铁中的磷还原成负3价的磷化物而去除的方法。

不锈钢脱磷技术可分为氧化脱磷和还原脱磷。还原脱磷法不必担心过多的合金元素烧损,脱磷效率高,但有“回磷”现象,冶炼过程中还会产生有害气体而污染环境,且工序复杂,脱磷产物难以处理,成本高,因而在工业上未能广泛应用。

还原脱磷还原脱磷原理

由于磷在铁液中的溶解热(122382 J/ mol与磷化二铁的生成热(144360 J / mol)相近,因此一般认为磷在铁中以磷化二铁的形式存在。但这仅在熔体中磷量接近于磷化二铁的化学计量时才成立,对一般的合金钢,炉料熔化后,磷量一般在 0.040 %左右,在这样小的磷量时,虽然可能有磷化二铁的群聚态出现,但以分子磷化二铁存在的可能性极小。因此,在钢铁生产中的低磷浓度范围内,通常取一个磷原子的溶解态进行分析。

磷在元素周期表中属于第四族元素,磷原子的最外层有 5个价电子,它可以完全失去 5个价电子而变成正 5价,也可以获得 3个电子变成-3价。在钢铁冶炼中,氧化脱磷就是使金属中的磷失去 5个价电子形成各种磷酸盐而固定在炉渣中;还原脱磷则是使金属中的磷得到 3个价电子形成磷化物转入炉渣中而被除去。炉渣中形成哪种形态的磷化物取决于体系的氧势。

百川(H.Momokawa)和佐野(N. Sano)测定的还原脱磷和氧化脱磷的临界氧分压在

Pa 附近。当氧分压低于此值时,进行的是还原脱磷,反应的离子方程式为

;当氧分压高于此值时,进行的是氧化脱磷,反应的离子方程式为

还原脱磷还原脱磷技术现状分析

还原脱磷微波法脱磷

艾立群等在微波加热的前提下对钢渣脱磷的升温特性进行了研究,试验结果表明:使用微波手段脱除钢渣中磷具有较好的效果,并且钢渣中磷主要以气体形式脱除,留在还原铁相中的磷极少。钢渣粒度与温度对气化脱磷率影响规律为在试验温度1300℃及保温20 min的条件下,粒度越细气化脱磷率越高,并在粒度为0.075 mm时,气化脱磷率将近达50%。而温度对气化脱磷影响较大,即随着温度升高,气化脱磷率越高,并且在1600℃时达到了62.33%。

还原脱磷碳热法脱磷

项长祥等人采用煤粉及煤矸石等作还原剂于1600℃的温度下处理上钢三厂的转炉渣,试验结果表明:随还原时间的增加,转炉渣中TFe含量及五氧化二磷,被碳还原显著下降,渣中其它成分不参与反应,其含量随FeO及五氧化二磷的还原而呈上升趋势,并且研究了转炉渣中Tn与五氧化二磷之间的关系,得出当转炉渣中TFe量降至10%左右时,五氧化二磷开始急剧被还原。

李光强、张峰等人对转炉渣进行了高温碳热还原脱磷研究,分析了转炉渣于感应炉中1650℃和1800℃的脱磷效果:在1650℃温度下,由于钢渣不能完全熔化,导致钢渣的流动性差,无法使钢渣和还原剂充分接触发生反应,并且钢渣中的磷大部分进入了铁碳合金中,形成Fe-C-P合金,少部分以气态挥发。1800℃转炉渣完全熔化,经碳热还原,渣中的磷62.7%进人铁碳合金,32.8%进入气相,4.5%留在还原后的残渣中,可以除去95.5%的磷,进入气相的磷明显提高。所以,提高温度有利于渣中磷进入气相。

还原脱磷在污水处理上的应用

还原脱磷内容简介

该工艺与传统废水生物处理工艺相比,具有工艺流程短、出水水质好、出水可以直接回用、设备占地面积小、活性污泥浓度高、剩余污泥产量低甚至达到零排放和便于自动控制等优点,所以该工艺在废水处理领域具有很广阔的前景。该设备将中空纤维膜组件浸没于反应器混合液中,利用泵的抽吸作用出水,曝气器设置在膜的正下方,混合液随气流向上流动,在膜的表面产生错流,从而在膜表面产生剪切力,在这种剪切力的作用下,胶体颗粒被迫离开膜表面,减轻了膜污染。

还原脱磷主要特点

设备运行采用自动控制,经过合理的运行程序编排和其它措施,使还原脱磷对有机物、氨氮、总氮、总磷均具有良好的去除作用,实现同时除磷脱氮功能。经城市污水处理中试试验,出水COD<40mg/L、总氮去除率在70%以上、总磷去除率85%以上,出水浊度小于0.5NTU。

还原脱磷参数

其特征在于化学组成重量百分比为: 铁Fe:<0.2,铜Cu<0.01,硫S:<0.003,磷P:<0.001。助熔剂采用化学纯试剂CaF2。本发明可以应用在真空感应炉上,对不锈钢进行深脱磷的同时,可以进一步脱氧和脱硫。脱磷率可以达到50%,脱氧、脱硫率在95%以上。

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