基本介紹
- 中文名：爐碴粉
- 拼音：luchafen
- 領域：冶金
- 相關概念：爐碴
- 成分：氧化物
- 套用：磚瓦
簡介,分類及組成,冶金作用,有價金屬,利用,綜合利用,
簡介
爐碴粉的組分靠加入適量的熔劑（石灰、石英石、螢石等）進行調整。在冶煉過程中通過對爐碴粉組分和性質的控制，能使脈石和氧化雜質的產物與熔融金屬或硫順利分離，脫除金屬中的害雜質，吸收液態金屬中的非金屬夾雜物不直接受爐氣污染，富集有用的金屬氧化物；在電爐冶煉中還是電阻發熱體。爐碴粉在保證冶煉操作順利進行、冶煉產品質量、金屬回收率等各方面起著決定性作用，例如煉鋼作業中有“煉好渣，才能煉好鋼”的說法。
根據冶金過程的不同，爐碴粉可分為熔煉渣、精煉渣、合成渣；根據爐碴粉性質，有鹼性渣、酸性渣和中性渣之分。許多爐碴粉有重要用處。例如高爐碴粉可作水泥原料；高磷渣可作肥料；含釩、鈦渣分別可作為提煉釩、鈦的原料等。有些爐碴粉可用來制爐碴粉水泥、爐碴粉磚、爐碴粉玻璃等。煤在鍋爐燃燒室中產生的熔融物，由煤灰組成。可作磚、瓦等原料。
分類及組成
根據冶金過程的不同，爐碴粉可分為冶煉渣和精煉渣。以礦石（包括人造富礦或精礦等）為原料進行還原冶煉或氧化冶煉，在獲得粗金屬或鋶的同時所形成的爐碴粉稱為冶煉渣。精煉粗金屬（用生鐵煉鋼、從粗銅煉精銅等）產生的爐碴粉稱為精煉渣。這兩類爐碴粉的主要作用都是將原料中的無用或有害物質從金屬產品中除去。另有一類爐碴粉主要作用是將原料中含有的某些有用物質富集在其中，以利於下一工序將它們回收利用，稱為富集渣，如鈦精礦還原熔煉所得高鈦渣以及吹煉含釩、鈮的生鐵所得到的釩渣、鈮渣等，它們分別用作提取鈦、釩及鈮等的原料。還有一類所謂“合成渣”，是按爐碴粉要起的冶金作用而用各種原料預先配製的渣料，如電渣重熔用渣、鋼錠澆鑄或連續鑄鋼所用的保護渣以及鋼液的渣洗用渣等。幾種爐碴粉的典型組成見表。
冶金作用
爐碴粉在冶煉過程中起著下列重要的物理及化學作用：①形成熔融爐碴粉使脈石組分或雜質氧化產物與熔融金屬或熔鋶順利分離；②脫除鋼液中的有害雜質硫、磷和氧，吸收鋼液中非金屬夾雜物，並保護鋼液不致直接吸收氫、氮、氧；③富集有用金屬氧化物；④在電爐冶煉（電弧爐、礦熱電爐、電渣重熔爐等）中爐碴粉還起著電阻發熱體的作用。爐碴粉在保證冶煉產品質量、金屬回收率、冶煉操作順行以及各項技術經濟指標方面都起著決定性的作用。“煉好渣，才有好鋼”的說法，生動地反映了爐碴粉在冶煉過程中的重要作用。
爐碴粉的物理化學性質爐碴粉完成冶金作用的好壞，主要決定於熔融爐碴粉的熔點、粘度、界（表）面張力、比重、電導率、熱焓、熱導率以及某些組分的活度(a）等。這些物理化學性質被爐碴粉的組成決定。爐碴粉的組分靠加入適量的熔劑調整，最重要的熔劑是石灰石和石英石。螢石（CaF2）在電爐煉鋼渣及合成渣中也是重要的熔劑。 爐碴粉中CaO及FeO的活度一定溫度下取純CaO的反應能力為1，溶解於爐碴粉中的CaO相對於純CaO的反應能力的分數就是爐碴粉中CaO的活度；爐碴粉中FeO的活度意義與此類似。FeO活度高的渣對鋼液脫碳有利；CaO活度高，FeO活度低的渣對鋼液脫硫有利；CaO及FeO活度高的渣對鋼液脫磷有利。
有價金屬
有價金屬因機械損失、化學損失及物理損失而進入爐碴粉中。從爐碴粉中回收這些金屬在經濟上不合算時，才可將爐碴粉棄作他用，如銅冶煉棄渣含Cu0.2～0.4%，。根據物理化學性質合理選擇爐碴粉的組成對降低棄渣中有價金屬的含量具有重要作用。有色金屬精煉渣含有價金屬甚高，一般返回流程的前工序處理。在提鍊金屬的 原料中，除了主金屬之外，具有回收價值的其他金 屬。一般說來，某一種金屬是否有回收價值，取決 於該金屬的使用價值、回收所需要的費用及其商品 價格。常從冶煉主金屬過程中產出的渣或煙塵中回 收。在有色重金屬的冶煉原料中，有價金屬多為貴 金屬和稀散金屬，具有很高的回收價值。
利用
冶煉過程產生的棄渣數量很大，如生產1噸生鐵產生約0.3～1噸高爐碴粉；由銅精礦產生1噸陽極銅產生冶煉渣約5～6噸。不返回基本冶煉流程的棄渣應加以綜合利用。爐碴粉可以做鑄石製品；水淬渣用於生產水泥，渣磚或可吹製成礦渣棉，作保溫、隔熱材料。爐碴粉還可以代替砂石做道碴。高爐碴粉亦可用作銅冶煉過程的熔劑或作澆鑄鋼錠時的保護渣原料。含P2O5高的煉鋼渣用作農業磷肥。銅冶煉水淬渣可作表面處理用的噴吵材料。
綜合利用
煤氣發生爐氣化原料煤後，獲得固體殘渣，我們稱為爐碴粉或爐灰。由於煤種、氣化方式不同，所得的爐碴粉之化學成份和礦物組成有所差異，但是它的化學成份主要是由矽、鋁、鐵、鈣的化合物所組成，而且都含有少量的鎂、鈦、鉀、銅、磷等化合物以及微量的氰化物。它們存在的主要形式是酸鹽、矽鋁酸鹽、氧化物和硫酸鹽。
爐碴粉本身略有或沒有水硬膠凝性能，但它在磨細以後的水分存在的情況下，特別是在蒸汽養護條件下，參與氫氧化鈣或其它氫氧化物發生化學反應。而生成具有水硬膠凝性能的化合物。所以，它可用來當作建築材料，常用於生產煤渣或爐碴粉混凝土大型樣板等，也可將爐碴粉用於修路或作房屋內的保溫，隔音材料。
