Küsimus:
Kuidas saab taaskasutatud teraste legeerivaid materjale eraldada?
peterh - Reinstate Monica
2015-01-24 00:03:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nagu ma tean, tuleb väga suur osa praegu töödeldavatest terastest (umbes pool sellest) ringlussevõtu teel.

Kuid ringlussevõtu protsessis olevad terased tulevad tavaliselt erinevatest allikatest, ja seega sisaldavad need väga erinevaid legeerivaid materjale.

Kuid ümbertöödeldud terase väljund peab olema teras, mis sisaldab sulameid täpselt kindlaksmääratud vahekorras.

Tehke mingit tüüpi "eraldamist", või juhtub ringlussevõetud terase eelmiste sulamite "eemaldamine"? Ja kui jah, siis kuidas see töötab?

"sisaldab sulameid * täpselt * kindlaksmääratud vahekordades." Insenertehnikas on täpsed ainult tolerantsid - kõik ülejäänu on täpne ainult tolerantside suhtes ja seetõttu on halvema kvaliteediga teraste puhul nende suhtarvude tolerantsid üsna andestavad.
Spetsiaalselt metallurgias on standardklasside legeerelementidele antud üsna suured vahemikud (tolerantsid). Näiteks AISI 1018 klassi terasest, mis on nominaalselt tavaline süsinikteras, mis sisaldab 0,18 massiprotsenti süsinikku, võib süsinik olla vahemikus 0,14-0,20 massiprotsenti ja Mn vahemikus 0,6-0,9 massiprotsenti massiga Põhjus on selles, et täpsuse ja kiiruse vahel on kompromiss ning sulamite tuhmumise tõttu kaotab täpsus valukoja põrandal kiiruse.
Neli vastused:
#1
+11
wwarriner
2015-02-08 12:31:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

See on õige, on mitmeid soovimatuid või trampmetalle (Cu, Sn, Sb, As), mis satuvad ringlussevoolu näiteks autokeredest, mis jahvatatakse vanarauaks, eemaldamata kogu vasest juhtmeid või tinaga kaetud terasest purgid. Antimon ja arseen kipuvad hiilima madala kvaliteediga ja odavate esmaste rauaallikate hulgast.

Vastus küsimusele on eitav. Ringlussevõetud teras segatakse erinevatest allikatest võimalikult ühtlaselt, mõõdetakse selle koostis ja seejärel lisatakse vajadusel puhast rauda, ​​et trampmetallid lahjendataks edasimüügiks või edasiseks töötlemiseks vastuvõetava tasemeni, näiteks konkreetse toote konkreetse teraseklassini vastavus või rakendus. Roostevabast terasest ja teistest legeeritud klassidest, mis on ringlussevõtu ajal teada, töödeldakse eraldi Ni, Cr jt väärtuse tõttu.

Praegu on ebaökonoomne rauda ümber töödelda trampelementide eemaldamiseks ja nii lihtsalt ei tehta üldse. Kaks raamatut mainivad protsessi tavapärase ja ökonoomsena: ( Mineraalid, metallid ja jätkusuutlikkus: tulevaste materjalivajaduste rahuldamine, lk 284, alustades lahjendusest) ja ( Terasetootmine: protsessid , Tooted ja jäägid (alates lk 104, loetakse seni, kuni see pole enam asjakohane). Majanduslik on see, et trampelemendid reageerivad hapniku suhtes nõrgemini kui raua konstantsel temperatuuril, nii et nende oksüdeerimisel eemaldamiseks oleks vaja kõigepealt kogu raud oksüdeerida. Selle põhjus on termodünaamiline ja tuleneb asjaolust, et konkureerivate reaktsioonide seas lähevad need, kellel on vaba energia suurim langus, praktiliselt lõpuni, enne kui teised reaktsioonid isegi algavad, eriti kui võistlevate reaktsioonide vahel on suuri erinevusi vabas energias. Suurima langusega reaktsioonide kindlakstegemiseks võib kasutada Ellinghami diagrammi.

Allpool toodud Ellinghami diagrammil on horisontaaltelg temperatuur, vertikaaltelg on Gibbsi vaba energia muutus. Diagrammil erinevate nurkade all kulgevad jooned vastavad elemendi oksüdeerimisreaktsioonidest hapnikuga põhjustatud vabale energia muutusele temperatuuri funktsioonina. Meie puhul võib skeemi lugeda huvipakkuva temperatuuri valimisega ja alt üles lugedes, et leida esimene hapnikuga reageeriv element. Näiteks kui meil on teras, milles on Fe, Mn, Sn ja Cu, näeme, et 1000K juures on Mn, Fe (kuni FeO), Sn ja Cu vaba energia languse suurusjärk kuni väikseim.

Tõsi, huvipakkuv temperatuur on lähemal 1900 K (üle raua sulamistemperatuuri), kuid iga Gibbsi vaba energia muutmise funktsiooni üldised suundumused jätkuvad diagrammil paremal ja raud jääb trampielementide alla Cu, Sn, As ja Sb praktilistel temperatuuridel ja tõenäoliselt vastavate keemistemperatuurideni. Selle tulemusena vajaks trammide eemaldamine Fe-st kõigepealt kogu raua efektiivset oksüdeerimist. Kuna Sn, Sb, As ja Cu lahustuvad rauas kergelt, vajavad nad keemilise reaktsiooni teel eraldamist.

Ellingham diagram.

Trampide lahustuvust on näha nende faasiskeemidest rauaga, millest olen allpool postitanud Sb-Fe. Diagrammil on temperatuur koostise suhtes, kusjuures iga külgnev 2D piirkond koosneb kas ühest faasist või vasakul ja paremal asuvast kahe faasi segust, mis on selle temperatuuri ja koostise kombinatsioonis tasakaalus. Vasakus alanurgas näeme, et väikestes kogustes Sb ja toatemperatuuri korral on külgnev piirkond, mis antud juhul tähistab ühte faasi ehk alfa-Fe (selline, nagu meile tuttav on). Kuna Sb on kohal ja see on ühes faasis, tuleb see lahustada rauas. Sama kehtib erineva raskusega ka teiste trampide puhul.

Fe-Sb phase diagram.
(allikas: himikatus.ru)

Nagu Chris H kommenteeris, on küsimus ka selles, millal teisi legeerelemente juhitakse. Üldiselt kontrollitakse sulami lisamist võimalikult tahkestumise lähedale, et vähendada sulami kadu.

Vanametalli sulatatakse elektrikaarahjus lahtiselt. Kui vanaraua voog on piisavalt segunenud, võib trampkontsentratsiooni hinnata varasema kasutamise põhjal ja hinnangu kompenseerimiseks lisatakse enne keemianalüüsi esmane raud. Seejärel sulatatakse põhiosa, hapnik eemaldatakse Ellinghami diagrammi põhjas olevate elementide, täpsemalt Ca ja Al, lisamise teel ning sula metall viiakse ühte või mitmesse kõrgelt isoleeritud kulbi. Ca ja Al reageerivad kiiresti sulatises lahustunud hapnikuga, luues madala tihedusega oksiidiräbu, mis hõljub ja eemaldatakse mehaaniliselt. Pärast seda protsessi võetakse keemia ja kui trambid on piisavalt lahjendatud, viiakse metall kulbidesse. Kui ei, lisatakse sulatise lahjendamiseks piisavalt primaarset rauda.

Kulbisse sattudes lisatakse täiendavaid legeerelemente. Neid ei lisata varem Ellinghami diagrammi tõttu: enamikul legeerelementidel, sealhulgas Mn, Mo, Cr, V, C jne, on suurem vaba energia kadu kui Fe-l ja seega reageerivad nad kõigepealt. Teisisõnu, nad tuhmuvad. Sulami lisamise kalli tuhmumise vältimiseks lisatakse need tahkestumisprotsessile võimalikult lähedale. Lisaks, eemaldades kõigepealt hapniku Al ja Ca abil, on rauas lahustunud vähem hapnikku, et reageerida kallimate legeerelementidega. Kulbis olles on vedeliku ja atmosfääri vahelise liidese turbulentsi väga vähe, seega on uue hapniku difusioon vedelas rauas suhteliselt aeglane. Muidugi on veel ajalimiit ja liiga kulbi hoidmine põhjustab sulami tuhmumist. Pärast sulami lisamist kontrollitakse keemiat ja valatakse kulp.

Allikate lisamiseks muudetud. Sulamite juhtimise arutelu lisamiseks muudetud.

Ma eeldaksin ja võite ehk kinnitada, et lisaks raua lisamisele kontrollitakse ka teisi peamisi legeerelemente ligikaudu samas protsessis - kindlasti tuleb kontrollida ka süsinikku.
Võiks valukoda pärast trampmetallide kontsentratsioonide uurimist valida mõnikord sulamid, mis neid kasutada saaksid, või valavad valukojad tavaliselt enne jäätmete sulatamist, millist sulamit toota, ja lisavad siis lihtsalt kõik, mis on vajalik eelvaliku saamiseks sulam kindlaksmääratud tolerantsi piires?
Hea küsimus, millele mul pole kindlat vastust. Kujutan ette, et enamikul valukodadel oleks enne protsessi elluviimist sulami disaini silmas peetud. Samuti arvan, et teatud trampmetallid, mis ületavad vastavaid tolerantse, on konstruktsioonirakendustes vastuvõetamatud, kuna need vähendavad mehaanilisi omadusi alla nõutava taseme. Kuna valukoda ei pruugi tingimata teada kangide jms lõplikke rakendusi, oleks siis kliendi otsustada, millise sulami ta vajab. Kui klient väitis, et trampmetallid on korras, võib see olla võimalik, sõltuvalt saastumise ohust.
#2
+6
Dave Tweed
2015-01-24 01:03:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Minu teada pole komponente sellist eraldamist üritada.

Mul on sõber, kes töötas korraga Lukens Steeli juures PA-s Coatesville'is. Tema ülesandeks oli kirjutada arvutitarkvara, mis jälgis kogu nende hoovis oleva vanaraua koostist, ja mõelda välja õiged proportsioonid, millist vanametalli uute sulatuste jaoks kasutada. Ilmselt tähendab see, et nad tegid kogu sissetuleva jäägi kohta üsna põhjaliku analüüsi ja sorteerisid sarnased sulamid eraldi hunnikutesse.

#3
+5
Fred
2015-02-08 14:28:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kui nõustuda David Tweed & tähetõusuga , on ebausundlik eraldada üksikud metallid sulamitest.

Selleks oleks kõigepealt vaja nõuda sulamite purustamist ja jahvatamist sulamites olevate kristalliterade suuruse järgi. Seejärel oleks vaja välja mõelda mingisugune mineraalide / kristallide valimisprotsess, mis eraldaks ja eraldaks soovitud soovimatutest, näiteks: vahu ujutamine; võib-olla raske meedia; võimalik, et raskusjõu eraldamise meetodid, näiteks laudade või spiraalide raputamine (kuid ma kahtlen, kas need oleksid edukad, kuna raskusjõu eraldamise meetodid tuginevad olulistele tiheduse & kaalude erinevustele); kuigi magnetiline eraldamine, mida kasutatakse mineraalsete liivade tööstuses, võib mõne sulami jaoks olla võimalus. Isegi pärast seda toimub alati jäätmete või jäätmete jaotamine, kus tõeliselt rasked sulamkristallid kogutakse prügimäele.

Purustamine, jahvatamine ja eraldamine maksavad raha. Need kulud ja kasum peavad tulema terasest sulamitest, mida taaskasutatakse seal üksikuteks metallideks.

Alates 2015. aasta veebruari algusest on valiku metallide väärtus järgmine:

  • Kuld 1233,30 USD untsi kohta, 39,6515 USD grammi kohta või 39 651 510,84 USD tonni kohta (jah, 39,651 miljonit dollarit tonni kohta)
  • Platinum 1220 USD untsi kohta või 39 223 905,97 USD tonni kohta (39,2239 M $ / t)

  • Hõbe 16,68 USD untsi kohta või 536 274,38 USD tonni kohta (0,536 274 M $ / t)

  • koobalt 29 500 USD tonni kohta
  • Nikkel 14 965 USD tonni kohta
  • Plii 1850 USD tonni kohta
  • Terasetoode 500 USD tonni kohta

Sobivalt nimetatud vääris metallide, Au, Pt & Ag, hinnaallikaks oli Kitco. Mitteväärismetallide, Co, Ni, Pb hinnaallikas & terasest kang oli LME.

Rauamaaki müüakse praegu hinnaga umbes 65 USA dollarit tonni kohta, nagu on märgitud Index Mundis ja Y-tabelites. Seda keskmiselt 60-protsendilise raua klassi puhul. Austraalia ja Brasiilia avatud rauakaevandused, mida haldab Rio Tinto, BHP-Billiton & Vale, toodavad sellel ajal rauamaaki üsna hea meelega. hind. LKAB toodab samuti hea meelega selle hinna eest Rootsi Kiruna maa-alusest kaevandusest magnetiidist rauamaaki.

Macrobusiness sisaldab artiklit raua võimalikkuse kohta. maagi hinnad langevad 2015. aastal 30 dollarini tonni kohta.

Selliste hindadega nagu 0,536–39,6 miljonit dollarit tonnist on lihtne mõista, miks väärismetalle taaskasutatakse. Kuid terasest tooriku puhul 500 USA dollarit tonni ja rauamaagi kohta 65 USA dollarit tonni kohta pole stiimulit legeerivate metallide eraldamiseks terasest sulamitest.

Arvestades nikli ja terase hinnavahet, ei välista teie analüüs legeerelementide ekstraheerimise majanduslikku võimalust - ehkki need jõuaksid lõpuks uuesti sisse. Eraldamine võib toimuda ka sula olekus ja / või keemiliste vahenditega, kui see oleks ökonoomne.
Raua raskusjõu eraldamine ei toimi lahustuvuse ja termodünaamiliste kaalutluste tõttu. Trampi vastuvõetamatute kontsentratsioonide künnis on madalam kui nende elementide lahustuvus toatemperatuuril. Ainsad viisid lahustunud trampmetallide eraldamiseks on keemiline protsess, mis on Fe jaoks ebaökonoomne, või destilleerimine, mis on praktiliselt võimatu kaasatud metallide äärmise keemistemperatuuri tõttu, majandusest rääkimata.
#4
+2
blacksmith37
2019-02-18 22:42:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kõigepealt eraldatakse sissekanne lähteallikas; näiteks malm sisaldab tavaliselt ainult Si ja Mn. Kõrge aururõhu elemendid keevad välja või kogunevad voogesse / räbu: nt Zn, Pb, Sn, Bi, An ,,,, Alumiinium oksüdeerub ja läheb räbu sisse. Terased koguvad Cr-, Ni-, Mo- ja Cu-jääke, tavaliselt on need kasulikud; need kõik lisavad karastatavust, välja arvatud Cu. (Cu on oluline atmosfääri korrosioonikindluse seisukohalt). V ja Nb ja W esinevad väga väikestes kogustes, nii väheolulised. , Ja Co, kallis ja sellel on spetsiaalsed rakendused, nii et see on eraldatud ka kraapimisallikas; Co kraapimist on lihtne tuvastada; meditsiinilise proteesi ja reaktiivmootori kuuma sektsiooni labad ja labad, ka mõnedes kiiretööriistades, - jälle eraldatud kraapimisallika juures. Ni sulamid ja austeniitne roostevaba materjal eraldatakse selle allikas, kuna need ei ole ferromagnetilised. Kraapimisallikas võib eraldada magnetilist martensiitset ja ferriitilist roostevaba (tavaliselt 13% Cr). Teraste eraldamine allikates toimub seetõttu, et kõik legeerelemendid on rohkem väärt kui süsinikteras. Selle kohta peavad olema saadaval raamatud; see on terasetööstuses peamine tegur. Näide reaalses maailmas toimuvast; klassi A 516 süsinikterasest plaat on tööstuse hobune, kuid kui tellitakse paks ja kõrge tugevusega sektsioon, on "kuidagi" Cr, Mo, Ni jäägid suured, võimaldades vastuvõetavaid kuumtöötlustulemusi.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...