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火法冶金的特點范文第1篇

按四分法取云南某SiO2－CaF2伴生礦樣，按外觀形貌進行手選分離，將兩礦樣洗凈表面泥土，破碎至200目，標號1#、2#，采用日本理學(xué)TTRⅢ轉(zhuǎn)靶型X衍射儀做X衍射(簡稱XRD)分析，結(jié)果見圖1、圖3所示。觀測礦樣的外觀形貌，結(jié)果見圖2、圖4。1#礦樣的外觀形貌具有光澤，呈較大塊狀，易于分離選別，從XRD衍射圖譜分析可以看出，所有衍射峰均為SiO2衍射所形成，并無其他雜質(zhì)，這表明礦樣主要成分是SiO2，且純度很高，礦體接近SiO2的純凈物，具有較高的使用價值;二氧化硅具有豐富的晶型結(jié)構(gòu)，表2給出了不同晶型SiO2的基本物理性質(zhì)。2#礦樣的外觀形貌呈淡紫色，晶瑩剔透，礦物呈大塊粒狀分布，易于分離選別，XRD分析結(jié)果表明，此礦物的成分是CaF2和SiO2的共生礦物，X衍射圖譜表明2#礦樣主要成分是CaF2，僅在2θ接近20°附近出現(xiàn)微弱的SiO2衍射峰，在2θ接近90°附近出現(xiàn)低強度的CaF2和SiO2重疊峰，如圖3所示的衍射峰分布說明在以CaF2為主體的礦物中SiO2的含量很低，礦物具有較高的使用價值。CaF2晶體是典型的螢石型的立方結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特點是立方四面體配位，空間群為O5h－Fm3m，晶胞參數(shù)a=0.54626nm。單位晶胞的分子數(shù)z=4，陽離子組成的亞晶格呈面心立方結(jié)構(gòu)，陰離子組成的亞晶格呈簡立方結(jié)構(gòu)。Ca2+為立方配位，被8個F－離子所包圍，而F－為四面體配位，被4個Ca2+離子所包圍。CaF2晶體的結(jié)構(gòu)圖如圖5，CaF2晶體的基本物理性質(zhì)見表3［2］。

2云南某SiO2－CaF2伴生礦在有色冶金工業(yè)中的利用途徑探討

礦物的XRD分析表明，1#礦物中SiO2含量高接近純凈物，2#礦物的主體成分是CaF2且純度較高，具有較高的使用價值，經(jīng)手選分離后可直接利用于冶金工業(yè)，云南具有豐富的有色金屬資源，其中大部分的有色金屬可采用火法冶金，即在高溫條件下精礦的部分或全部礦石在高溫下經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)，生成另一種形態(tài)的化合物或單質(zhì)，分別富集在氣體、液體或固體產(chǎn)物中，將金屬或脈石及其他雜質(zhì)分離。在火法冶金的反應(yīng)體系中能量傳遞提供了化學(xué)反應(yīng)進行的動力，精礦及其他反應(yīng)物則構(gòu)成了質(zhì)量傳遞的物質(zhì)基礎(chǔ)，在傳熱傳質(zhì)過程中，冶金反應(yīng)助劑能有效降低反應(yīng)所需的能量，促進反應(yīng)體系中脈石成分和金屬的有效分離，提高冶金化學(xué)反應(yīng)的效率，強化冶金過程，SiO2及CaF2就是廣為現(xiàn)代冶金工業(yè)采用的重要冶金反應(yīng)助劑，根據(jù)不同冶煉工藝要求，可將礦石制備成強度塊度適宜、化學(xué)成分穩(wěn)定、選擇性好、反應(yīng)速度快的熔劑。2.1SiO2在銅冶金中的應(yīng)用SiO2在銅的火法冶煉中發(fā)揮著重要作用，目前銅主要的冶煉方法是經(jīng)冰銅的火法冶煉，冰銅的生產(chǎn)過程中必須遵循兩個原則，一是必須使爐料有相當數(shù)量的硫來形成冰銅，二是使爐渣必須有足夠量的SiO2作為熔劑使冰銅與爐渣易于分離，在沒有SiO2存在時熔煉體系中的硫化物和氧化物結(jié)合形成共價鍵的半導(dǎo)體Cu－Fe－S－O相，當有SiO2存在時，它可與氧化物形成強力結(jié)合的絡(luò)陰離子，而硫化物不與之作用，這就形成了離子型的爐渣相［3］，其反應(yīng)如下:2FeO+3SiO2=2Fe2++Si3O4－8(1)SiO2在冰銅生產(chǎn)所使用的熔劑中占主導(dǎo)地位，表4給出了國內(nèi)某廠的熔劑實例:冰銅的生產(chǎn)一般采用氧化熔煉，氧化氣氛中Fe3O4的生成難以避免，F(xiàn)e3O4的存在會在爐渣和冰銅界面形成黏膜阻礙渣锍的澄清分離，惡化爐礦，增大泡沫渣的風險，SiO2的存在能使Fe3O4在較低溫度下造渣，降低反應(yīng)溫度，降低能耗。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下:3Fe3O4+FeS+5SiO2=5(2FeO·SiO2)+2SO2(2)冰銅吹煉的第一周期是一個以自熱為主的冶金反應(yīng)過程，造渣放熱是一項重要的熱收入，SiO2作為造渣劑所起作用不言而喻。造渣反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)如下:2FeS+3O2+SiO2=2FeO·SiO2+2SO2+1029.6MJ(3)2.2CaF2在鉍冶金中的應(yīng)用混合熔煉是鉍火法粗煉中的重要方法，適應(yīng)范圍廣，適宜處理氧化鉍和硫化鉍的混合料，基本反應(yīng)為:mBi2S3+Bi2O3+3nC+3mFe=2(m+n)Bi+3nCO+3mFeS(4)在混合熔煉過程中CaF2的加入能有效降低爐渣的熔點和黏度，改善其流動性，其機理是CaF2加入CaO－Al2O3－SiO2渣系時，能破壞硅酸鹽的Si－O鍵，并且使硅酸鹽晶格單元變小，黏度降低。往渣中加入CaF2后電離成CaF+而置換晶格中的O2－，即可把不穩(wěn)定的CaF+離子作為一種“熔劑”可以溶解大量的硅酸陰離子(如SiO2－4，此類陰離子是靠靜電力結(jié)合的，由于CaF+溶解了它，消除了此種靜電力)，于是降低了渣的黏度［4］。2.3CaF2在鋁冶金中的應(yīng)用在現(xiàn)代電解鋁工業(yè)中的一個重要的輔助環(huán)節(jié)是氟鹽的生產(chǎn)，CaF2可作為氟鹽生產(chǎn)的重要原料，也可作為低溫電解的重要添加劑。在鋁電解過程中，CaF2的加入能夠有效降低初晶溫度和電解溫度、降低氟的飽和蒸汽壓，降低鋁的溶解損失。由于氟化鈣在電解鋁工業(yè)中具有重要的意義，因此在生產(chǎn)管理過程中的目標濃度控制為4%～5%，氧化鋁中含有Ca成分，并受電解質(zhì)中Ca濃度的支配，迫使其濃度要達到此目標，若氟化鈣的目標值在3%～4%，則只在氟化鈣濃度波動時按分析值指令加入［5］。2.4CaF2、SiO2在鉛電解精煉中的應(yīng)用電解精煉是生產(chǎn)高純鉛的有效方法，是純鉛濕法生產(chǎn)過程中脫銀、深度脫砷銻的成熟電化學(xué)冶金過程，然而工業(yè)上常用的HCl、HNO3、H2SO4等均不適用于粗鉛的電解精煉，因為反應(yīng)生成的Pb-SO4、PbCl2在水中的溶解度很小，而與HNO3形成的Pb(NO3)2在水溶液中不穩(wěn)定，容易形成易揮發(fā)的氮氧化物，這就使得工業(yè)生產(chǎn)中不得不采用H2SiF6為電解質(zhì)，而H2SiF6制備的原料就包括SiO2、CaF2，這又為SiO2、CaF2的應(yīng)用提供了廣闊的舞臺。H2SiF6的制備原理為:CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF(5)6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O(6)表5給出了H2SiF6生產(chǎn)的操作實例和產(chǎn)品質(zhì)量(反應(yīng)溫度為300～400℃)［6］。

3結(jié)語

火法冶金的特點范文第2篇

Abstract： High grade copper sulfide concentrate with high copper metal grade and low iron content， can be produced by wet process， and the cathode copper with high quality can be produced directly， but it needs to increase the roasting process， the process is long， sulfur recovery is difficult. The production of crude copper smelting by pyrometallurgical process， with short process， low investment and operating costs， but it needs to buy chalcopyrite pyrite or ingredients.

關(guān)鍵詞：輝銅礦；濕法冶煉；火法冶煉

Key words： chalcocite；hydrometallurgy；pyrometallurgical process

中圖分類號：F270 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）32-0232-02

0 引言

位于剛果金加丹加銅礦帶的某大型銅礦山，產(chǎn)出的硫化銅精礦是獨具特色的高品位硫化銅精礦，其含Cu 63.93%，F(xiàn)e 2.16%，S 13.7%，SiO2 7.88%，CaO 1.26%。銅礦物主要為輝銅礦，由于精礦含銅高，其它雜質(zhì)特別是Fe含量低，該類銅精礦沒有生產(chǎn)實例，類似的高銅低鐵硫化銅精礦在剛果金地區(qū)一般采用焙燒后采用濕法浸出工藝回收金屬銅，在其它地區(qū)只能在火法冶金爐內(nèi)作為配料處理，配礦比例一般不超過20%。本文探討處理該類型銅精礦的不同冶煉工藝的優(yōu)缺點。

1 原料

1.1 銅精礦處理量及組成

1.2 硫化銅精礦性質(zhì)分析

硫化銅精礦存在以下特點：

①銅品位高。由于品位高，硫化銅精礦采用火法冶煉工藝不需要造锍熔煉，可以一步吹煉成粗銅，也可以焙燒脫硫后通過電爐還原成粗銅，火法冶煉流程短，渣率低，金屬回收率較高。硫化銅精礦也可以焙燒后采用濕法冶煉，由于品質(zhì)高，不需要萃取工藝，可以縮短濕法冶煉工藝流程。高品位的硫化銅精礦讓火法冶煉和濕法冶煉工藝都成為可能。

②硫化銅精礦S/Cu低。硫化銅精礦S/Cu低，熔煉反應(yīng)放熱少，火法冶煉的能量平衡需要補充大量燃料。

③銅精礦Fe/SiO2低。銅精礦Fe/SiO2低，精礦中94%的Fe以氧化態(tài)存在，熔池熔煉需要造熔點較低的鈣鐵橄欖石爐渣（CaO-FeO-SiO2），F(xiàn)e要以亞鐵存在，熔池熔煉需要添加石灰石和黃鐵礦調(diào)整爐渣組成。電爐熔煉對爐渣組成要求不高，可以不添加黃鐵礦，但爐渣熔點要高很多，能耗相對較高。

④MgO、Al2O3相對含量較高。銅精礦中MgO、Al2O3的含量值并不高，但在總雜質(zhì)組分中的比例比較大，由于渣率低，造渣組分中MgO、Al2O3的含量達到7～9%，提高了爐渣熔點，爐渣屬于復(fù)雜的多元渣系。

2 冶煉工藝

2.1 濕法冶煉

硫化銅精礦采用濕法冶煉需要把銅的硫化物轉(zhuǎn)化成在硫酸銅溶液或水溶液中可溶解的銅的氧化物，也就是在進入濕法冶煉之前增加一段硫化銅精礦的焙燒工序。（硫化銅精礦也可以采用細菌浸出，但應(yīng)用規(guī)模都很小，本文不做討論）。

焙燒分硫酸化焙燒和氧化焙燒，硫酸化焙燒就是把銅的硫化物直接轉(zhuǎn)換成可以直接溶解于水的銅的硫酸鹽，硫酸化焙燒可以省去煙氣制酸工序，但工藝控制難度大。氧化焙燒就是把硫化銅精礦死焙燒，硫化態(tài)的銅全部轉(zhuǎn)換成氧化態(tài)的銅，硫全部進入煙氣回收，工藝可控性好。

實現(xiàn)硫化銅精礦焙燒的設(shè)備有沸騰焙燒爐和燒結(jié)焙燒爐，沸騰焙燒爐有濕式進料和干式進料之分，沸騰爐干式進料需要對硫化銅精礦進行脫水干燥，燒結(jié)焙燒爐需要對銅精礦進行制粒處理。

沸騰焙燒爐的焙渣產(chǎn)品為粉狀，硫化銅精礦的脫硫率達到95%；燒結(jié)焙燒爐的焙渣產(chǎn)品為塊狀，由于塊狀原料透氣性不好，脫硫率約70%左右。

焙燒爐產(chǎn)出的焙渣進入濕法流程，浸出后進行液固分離，浸出液由于銅濃度高雜質(zhì)含量低，可以直接進入電積工序生產(chǎn)陰極銅產(chǎn)品。

2.2 火法冶煉

火法冶煉有兩條工藝路線：強化熔煉和電爐還原熔煉，兩種路線都能直接產(chǎn)出粗銅產(chǎn)品。

①強化熔煉技術(shù)。

強化熔煉就是把銅精礦和熔劑直接加入高溫爐內(nèi)，與鼓入爐內(nèi)的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，迅速完成脫硫和造渣過程，實現(xiàn)銅渣的分離，硫在煙氣中回收。強化熔煉技術(shù)充分利用銅精礦的表面能和氧化反應(yīng)熱，能耗低、生產(chǎn)能力大。

強化熔煉技術(shù)分熔池熔煉和閃速熔煉，閃速熔煉配置復(fù)雜、投資高，適合20萬噸以上的產(chǎn)能規(guī)模，本方案研究不討論閃速熔煉技術(shù)。熔池熔煉的爐型很多，國內(nèi)均有比較成功的應(yīng)用，可選的有純氧頂吹爐、澳斯麥特爐、底吹爐等。

強化熔煉方案以純氧頂吹爐為主要研究方向。

強化熔煉技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展迅速，多金屬的綜合回收也是主要因素，強化熔煉過程中因為各種金屬的行為不同，可以在金屬相、渣相、氣相（煙灰）中回收不同的金屬。純氧頂吹爐可以連續(xù)或間接的排放粗銅，直收率達到90%以上，爐渣進入一臺還原電爐，通過還原回收其中被氧化的銅和金屬鈷，產(chǎn)出含鈷粗銅，約90%的金屬鈷從爐渣中得以回收。硫化銅精礦鈷金屬的回收，采用強化熔煉技術(shù)是最為理想的手段。

②電爐還原熔煉技術(shù)。

電爐還原熔煉需要先把硫化銅精礦轉(zhuǎn)化成氧化態(tài)的銅，通過在電爐中加入還原劑把氧化銅還原成金屬銅。

采用還原電爐熔煉首先需要把硫化銅精礦進行死焙燒脫硫處理，焙燒脫硫有沸騰爐焙燒和燒結(jié)焙燒之分，沸騰爐焙燒脫硫率達到95%，但產(chǎn)出的是粉狀焙渣，透氣性不好不適合電爐熔煉，電爐熔煉的硫化銅精礦脫硫只能采用燒結(jié)焙燒脫硫。燒結(jié)焙燒需要對精礦進行制粒，脫硫率約70%左右。

燒結(jié)脫硫后的焙渣還有精礦總硫量約30%的硫會進入電爐，進入電爐內(nèi)殘余的硫理論上會與焙燒后的氧化銅進行交互反應(yīng)再次脫硫，但電爐內(nèi)的冶煉氣氛總體屬于還原氣氛，該反應(yīng)不會徹底，大概還會有占精礦總硫量約10%的硫會進入粗銅產(chǎn)品，導(dǎo)致粗銅品質(zhì)不高。

電爐熔煉鈷的回收率會低很多，為保證較高的產(chǎn)品質(zhì)量，電爐不能控制很強的還原冶煉氣氛，金屬鈷很難被徹底還原進入金屬相。

3 冶煉方案技術(shù)經(jīng)濟分析

表2從濕法和火法兩條工藝路線對硫化銅精礦的四種冶煉方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析。（計算略）。

表2中計算沒有考慮純氧頂吹爐多回收的硫酸價值。

工藝優(yōu)缺點對比（表3）

4 結(jié)論

以輝銅礦為主的硫化銅焙燒后焙渣走濕法流程生產(chǎn)陰極銅，流程長，投資高，耗電量大，銅回收率低，不管是硫酸化焙燒還是氧化焙燒，硫的走向不單一，硫回收難度大。

輝銅礦采用燒結(jié)氧化焙燒再進還原電爐生產(chǎn)次粗銅冶煉方案，雖然流程最、短運行成本低，但產(chǎn)品品質(zhì)低、燒結(jié)過程中脫硫率低，燒結(jié)煙氣和電爐煙氣均含低濃度SO2，制酸難度大。

推薦采用純氧頂吹爐―電爐冶煉方案，該方案投資和運行成本較低，銅鈷回收率高，需要添加硫鐵礦或黃銅礦造渣，配礦來源有待落實。

參考文獻：

[1]蘭興華.從銅精礦中浸出銅技術(shù)進展[J].世界有色金屬，2004（11）.

火法冶金的特點范文第3篇

關(guān)鍵詞：印刷電路板；金屬；回收

引言

隨著電子產(chǎn)品更新速度的加快，電子垃圾主要組成部分的印刷電路板（PCB）的廢棄數(shù)量也越來越龐大。廢舊PCB對環(huán)境造成的污染也引起了各國的關(guān)注。在廢舊PCB中[1]，含有鉛、汞、六價鉻等重金屬，以及作為阻燃劑成分的多溴聯(lián)苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）等有毒化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)在自然環(huán)境中，將對地下水、土壤造成巨大污染，給人們的生活和身心健康帶來極大的危害。在廢舊PCB上，包含有色金屬和稀有金屬近20種，具有很高的回收價值和經(jīng)濟價值，是一座真正的等待開采的礦藏。

1 物理法

物理方法是利用機械的手段和PCB物理性能的不同而實現(xiàn)回收的方法。

1.1 破碎

破碎的目的是使廢電路板中的金屬盡可能的和有機質(zhì)解離，以提高分選效率。研究發(fā)現(xiàn)[2]當破碎在0.6 mm 時，金屬基本上可以達到 100%的解離，但破碎方式和級數(shù)的選擇還要看后續(xù)工藝而定。

1.2 分選

分選是利用材料的密度、粒度、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性及表面特性等物理性質(zhì)的差異實現(xiàn)分離。目前應(yīng)用較廣的有風力搖床技術(shù)、浮選分離技術(shù)、旋風分離技術(shù)、浮沉法分離及渦流分選技術(shù)等。

2.超臨界技術(shù)處理法

超臨界流體萃取技術(shù)是指在不改變化學(xué)組成的條件下，利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行萃取分離的提純方法。與傳統(tǒng)萃取方法相比較，超臨界CO2萃取過程具有與環(huán)境友好、分離方便、低毒、少甚至無殘留、可在常溫下操作等優(yōu)點。

關(guān)于利用超臨界流體處理廢舊PCB主要研究方向集中在兩個方面：一、由于超臨界CO2流體具有對印刷線路板中樹脂及溴化阻燃劑成分的萃取能力[3]。當印刷線路板中的樹脂粘結(jié)材料被超臨界CO2流體去除之后，印刷線路板中的銅箔層和玻璃纖維層即可很容易地分離開，從而為印刷線路板中材料的高效回收提供可能。二、直接利用超臨界流體萃取廢舊PCB中的金屬。Wai 等[4]報道了以氟化二乙基二硫代氨基甲酸鋰（LiFDDC）為絡(luò)合劑，從模擬樣品纖維素濾紙或沙子中萃取 Cd2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+、Pd2+、As3+、Au3+、Ga3+和 Sb3+的研究結(jié)果，萃取效率均在 90%以上。

超臨界處理技術(shù)也有很大的缺陷如：萃取的選擇性高需加入夾帶劑，對環(huán)境產(chǎn)生危害；萃取壓力比較高對設(shè)備要求高；萃取過程中要用到高溫因此能耗大等。

3 化學(xué)法

化學(xué)處理技術(shù)是利用PCB中各種成分的化學(xué)穩(wěn)定性的不同進行提取的工藝。

3.1 熱處理法

熱處理法主要是通過高溫的手段使有機物和金屬分離的方法。它主要包括焚化法、真空裂解法、微波法等。

3.1.1 焚化法

焚化法是將電子廢棄物破碎至一定粒徑，送入一次焚化爐中焚燒，將其中的有機成分分解，使氣體與固體分離。焚燒后的殘渣即為的金屬或其氧化物及玻璃纖維，經(jīng)粉碎后可由物理和化學(xué)方法分別回收。含有機成分的氣體則進入二次焚化爐燃燒處理后排放。該法的缺點是產(chǎn)生大量的廢氣和有毒物質(zhì)。

3.1.2 裂解法

裂解在工業(yè)上也叫干餾，是將電子廢棄物置于容器中在隔絕空氣的條件下加熱，控制溫度和壓力，使其中的有機物質(zhì)被分解轉(zhuǎn)化成油氣，經(jīng)冷凝收集后可回收。與電子廢料的焚燒處理不同，真空熱解過程是在無氧的條件下進行的，因此可以抑止二英、呋喃的產(chǎn)生，廢氣產(chǎn)生量少，對環(huán)境污染小[5]。

3.1.3 微波處理技術(shù)

微波回收法是先將電子廢棄物破碎，然后用微波加熱，使有機物受熱分解。加熱到1400 ℃左右使玻璃纖維和金屬熔化形成玻璃化物質(zhì)，這種物質(zhì)冷卻后金、銀和其他金屬就以小珠的形式分離出來，回收利用剩余的玻璃物質(zhì)可回收用作建筑材料[6]。該方法與傳統(tǒng)加熱方法有顯著差異，具有高效、快速、資源回收利用率高、能耗低等顯著優(yōu)點。

3.2 濕法冶金

濕法冶金技術(shù)主要是利用金屬能夠溶解在硝酸、硫酸和王水等酸液中的特點，將金屬從電子廢物中脫除并從液相中予以回收。它是目前應(yīng)用較廣泛的處理電子廢棄物的方法。濕法冶金與火法冶金相比具有廢氣排放少，提取金屬后殘留物易于處理，經(jīng)濟效益顯著，工藝流程簡單等優(yōu)點。

4 生物技術(shù)

生物技術(shù)是利用微生物在礦物表面的吸附作用及微生物的氧化作用來解決金屬的回收問題。微生物吸附可以分為利用微生物的代謝產(chǎn)物來固定金屬離子和利用微生物直接固定金屬離子兩種類型[7]。前者是利用細菌產(chǎn)生的硫化氫固定，當菌體表面吸附了離子達到飽和狀態(tài)時，能形成絮凝體沉降下來；后者是利用三價鐵離子的氧化性使金等貴金屬合金中的其他金屬氧化成可溶物而進入溶液，使貴金屬出來便于回收。生物技術(shù)提取金等貴金屬具有工藝簡單、費用低、操作方便的優(yōu)點，但是浸取時間較長，浸取率較低，目前未真正投入使用。

結(jié)語

電子廢棄物是寶貴的資源，加強電子廢棄物的金屬回收技術(shù)的研究和應(yīng)用，無論從經(jīng)濟還是環(huán)境的角度出發(fā)，均具有重大意義。由于電子廢棄物具有復(fù)雜、多樣的特點，單憑任一技術(shù)很難回收其中的金屬，未來處理電子廢棄物技術(shù)的發(fā)展趨勢應(yīng)該是：處理形式產(chǎn)業(yè)化，資源回收最大化，處理技術(shù)科學(xué)化。綜上所述，研究廢棄PCB的資源化，既可以保護環(huán)境、防止污染，又有利于資源的循環(huán)利用，節(jié)約了大量的能源，促進了經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]周兵，王占華.我國電子垃圾資源化處理對策研究[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報，2009，26（3）：37-40.

[2]Melchiorre M，Jakob R.Electronic scrap recycling[J].Micto-electronics Journal，IEEE，1996，28（8-10）：21-24.

[3]Wang H T，Maya H，Motonobu G，et al.Extraction of flame retardants from electronic printed circuit board by super-critical carbon dioxide[J].The Journal of Super-criticalFluids，2004，29（3）：251-256.

[4]Wai C M.Supercritical fluid extraction of trace metals from solid and liquid materials for analytical applications[J].Anal.Sci.，1995，11（1）：165-167.

[5]李愛民.有害固體廢物熱解焦油特性研究[J].重慶環(huán)境科學(xué)，2003，25（5）：2O-23.

火法冶金的特點范文第4篇

Yang Fuwei

（Jilin Province Tonghua City Dongchang District Department of Environmental Health，Tonghua 134001，China）

摘要：本文針對環(huán)衛(wèi)工程中的冬季凍害事故問題，研究對凍害產(chǎn)生的原因和有關(guān)基本條件，總結(jié)出處理和預(yù)防的一系列措施和方法。最后，介紹了新型材料HDPE膜技術(shù)在環(huán)境衛(wèi)生工程中預(yù)防凍害的應(yīng)用。

Abstract： Aiming at frozen damage of environmental health engineering in winter, this paper researched the causes of frozen damage and related basic situation, and summarized a series of treatment and preventive measures and methods. At last, the paper presents application of technology of new materials HDPE file in preventing frozen damage in environmental health engineering.

關(guān)鍵詞：環(huán)衛(wèi)工程 凍害 處理及預(yù)防

Key words： environmental health engineering；frozen damage；treatment and prevention

中圖分類號：TU993 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）19-0066-01

0引言

我國作為世界上第三凍土大國，我國的多年凍土面積約215萬平方公里，也就是說，約有21.5%。凍土地區(qū)有著豐富的礦藏及森林資源，但是如果設(shè)計不合理、施工不得當，地基就很容易發(fā)生凍脹現(xiàn)象，從而使建筑物產(chǎn)生較大的破壞，并嚴重的話造成凍害事故及威脅到生命安全。近年來，我國極端天氣頻發(fā)，類似凍害事故也有向全國蔓延的趨勢，針對環(huán)衛(wèi)工程中凍害事故的有效處理和預(yù)防是一個熱門而急迫的研究和探討的領(lǐng)域。本文就是從環(huán)衛(wèi)工程上，對冬季凍害事故處理方法及預(yù)防的相關(guān)問題和新技術(shù)的應(yīng)用進行系統(tǒng)研究和總結(jié)。

1凍脹機理

水工建筑物地基土發(fā)生凍脹的基本條件是水分、土質(zhì)和負溫。當大氣溫度降至0℃或0℃以下時，在氣熱交換過程中，使土體溫度達到土中水結(jié)晶點時，土粒與土壤中的水分偶極分子發(fā)生接觸，土顆粒失溫的速度比水快，于是土粒較快冷卻，形成凍結(jié)冰鋒面的水分也接著冷卻，逐漸將土的礦物顆粒間的水分聯(lián)結(jié)起來，并有部分變?yōu)楸z結(jié)。一般以凍脹量或相對平均體積增量來表示凍脹的大小。當以凍脹量表示時，見公式ΔV=Vi-V0（1）

式中Vi為凍后土的體積，（cm3）；V0為凍前土的體積，（cm3）；ΔV為凍脹量，（cm3）。如以相對平均體積增量表示時，見式（2）。相對平均體積增量也被稱之為凍脹率或凍脹系數(shù)：

K■=■×100%=■×100%（2）

式中Kd為凍脹系數(shù)或凍脹率。

從理論上說，根據(jù)地基土凍脹量的大小及其對建筑物的危害度，也可將地基土分為不凍脹（Kd?燮1%）、弱凍脹（Kd=1%~3.5%）、凍脹（Kd=3.5%~6%）及強凍脹（Kd>6%）四大類。

2環(huán)衛(wèi)工程凍害事故發(fā)生的原因、處理方法及預(yù)防措施

產(chǎn)生凍害事故的原因可以歸納為四點：

2.1 由于設(shè)計考慮不周導(dǎo)致建筑物凍害裂縫處理及預(yù)防方法：需要針對這些不采暖建筑物的特性，在設(shè)計上有所改進，建筑物之間預(yù)留足夠的變形縫隙，從而確保從設(shè)計上達到盡可能地消除或者減少凍脹、凍切力的產(chǎn)生。

2.2 由于施工措施不當而導(dǎo)致凍害事故在實際的施工當中，由于各種原因，一些建筑物需要在冬季或者低溫下施工，因為氣溫較低，一旦在對地基施工時采用措施不當，就會發(fā)生基槽底凍土融陷，產(chǎn)生地基局部塌陷，從而導(dǎo)致上層建筑的墻體裂縫或移位，引起凍害事故，如圖1所示。

處理及預(yù)防：①案例，在2000年某市某建筑公司新建一棟高層建筑樓。由于監(jiān)管不善，施工方想提前完工，有部分收尾工程上沒按照規(guī)范施工。當時施工隊已經(jīng)完成第一層水泥地面的鋪設(shè)，但是入冬室內(nèi)地面只鋪19cm厚珍珠巖粉，并在外墻周圍填入防凍土層。當冬季過后，氣溫回升土層融化后形成四周呈鍋底形的塌陷。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，這棟建筑樓雖然采取了防凍維護措施，可是沒有對施工進行嚴格檢查。室內(nèi)珍珠巖厚度沒達標，部分地方只有12~15cm厚，并且回填的爐渣也沒達標。所以，當遇到地面受凍時，冷空氣通過梁底進入室內(nèi)，導(dǎo)致外墻一帶發(fā)生凍脹現(xiàn)象，由于該建筑的回填土層較厚，解凍后水分流失產(chǎn)生空隙從而產(chǎn)生明顯塌陷，因而出現(xiàn)了地面四周高中間低的現(xiàn)象。②受凍嚴重而又有抗沖抗磨要求部位，嚴寒地區(qū)鋼筋漿保護層嚴格按規(guī)范標準施工；③采用非凍脹性材料置換凍脹性地基時，必須要把小于0.05mm粒徑含時按質(zhì)量比控制在總質(zhì)量的6%以內(nèi)，控制回填土料的相對密度；④當室外晝夜平均氣溫低于3℃時，針對混凝土施工應(yīng)采用保溫措施或者暫時停止重要工程的施工等。⑤每個樓層及洞口上要盡可能設(shè)置封閉式現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，用以調(diào)節(jié)因凍漲而產(chǎn)生的不均勻變形并有利于抗震。

2.3 由于管理不善發(fā)生凍害事故按規(guī)章竣工好的工程如果在使用過程中管理不善同樣也可能引起凍害。

2.4 施工的原材料不合格不同的材料在受凍時所產(chǎn)生的膨脹程度和抗凍性都不一樣，因此，施工單位要嚴格遵守施工規(guī)范，并按照合同和設(shè)計圖紙上的要求使用定量原材料，保證建筑物沒有偷工減料。

3環(huán)衛(wèi)工程中預(yù)防凍害材料介紹

3.1 爐渣爐渣是火法冶金過程中生成的浮在金屬等液態(tài)物質(zhì)表面的熔體，其組成以氧化物（SiO2、Al2O3、CaO、MgO）為主。多年實踐證明，爐渣既是較好的防寒保溫材料，同時也是最經(jīng)濟、最適用、易取材的非凍脹性材料，當極端最低氣溫-20℃以內(nèi)時只要回填63.0~71cm厚干爐渣即可避免凍害。

3.2 HDPE膜技術(shù)高密度聚乙烯（High Density Polyethylene），是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，是由聚合物加之外加劑、色料、碳黑等制成的不透水性防滲材料膜。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，HDPE膜是由高分子聚合材料通過吹塑或平擠工藝生產(chǎn)而成，對酸、堿和油污及水基化學(xué)劑有很好的耐腐蝕性與抗?jié)B性，滲透系數(shù)為1×10-11~1×10-12cm/s；擁有紫外線和熱作用性能穩(wěn)定性，暴露在紫外線下不易被分解，同時只有當溫度達到355℃以上時，才會發(fā)生明顯的分子鏈斷裂分解；具有很好的不變形、不脹縮、耐久性高的特點。它在施工技術(shù)也具有許多優(yōu)點：質(zhì)輕幅寬、耐低溫、防滲漏性好、鋪設(shè)加工容易、焊接性好，并且施工簡便、迅速、易于操作，從而大大縮短了工期，即使北京2008年的奧林匹克水上公園賽道也采用HDPE膜。

參考文獻：

[1]李麗娜.季節(jié)性凍土凍脹機理與近水基礎(chǔ)凍拔試驗研究[D].東北：吉林大學(xué)，2009：12-13.