锰铁合金工业的污染核算.doc

锰铁合金工业污染核算锰铁合金工业的污染核算 目录第一节我国铁合金及锰系铁合金行业综述2第二节 锰铁合金的基础4一锰铁的概念：4二 锰铁的分类：5第三节锰铁合金的原料6第四节 锰铁合金的生产工艺流程8一 锰铁合金的生产原理8二 锰铁合金的生产流程8第五节锰铁合金工业的环境污染16一锰铁合金工业的废气污染22二锰铁合金工业的废水污染23三锰铁合金工业的废渣污染24第六节锰铁合金工业的污染治理25一废气的处理25二废渣的处理26三废水的处理26第七节锰铁合金其他相关知识28一锰铁合金冶炼污染流程节点图28二锰系铁合金连续成形技术的设备研制28 第一节我国铁合金及锰系铁合金行业综述 2006年，我国共生产铁合金1433.2万吨，比2005年的1067万吨增长34.32%。2006年，我国共进口锰矿石621.26万吨，比2005年的457.84万吨增长35.69%。2006年，锰系铁合金总产量预计为605万吨，当年出口量为80.25万吨，占锰系铁合金总产量的13.26%，出口量比2005年增加了47.03%。2002-2006年锰系铁合金的生产和消费情况 单位：万吨.年份全国铁合金总产量全国锰系铁合金总产量国内锰系铁合金消费量国内消费锰系铁合金占锰系合金比例锰系铁合金出口量锰系铁合金出口占锰系合金比例2002483.65269.47223.1182.80%68.4725.40%2003634.06325.78255.7778.51%72.6122.28%2004865.54424.22328.6977.48%99.5723.47%20051067464.48412.688.83%54.5811.75%20061433.2605525.0586.78%80.2513.26%锰矿: 在上下游商家的持续拉锯战中，三月锰矿行情疲态尽显，成交量始终未能得以突破，港口出货速度缓慢。价格方面，受BHP三月锰矿报价大幅下滑影响，三月澳洲、南非等主流国家锰矿现货市场价格跌幅明显（1-3元/吨度），马来西亚等非主流锰矿价格相对保持平稳。一下游市场 虽然三月锰合金招标价格较二月持稳，但自二月初，钢厂对于锰合金采购量持续减少，直接导致硅锰及锰铁合金成交价格的下滑。整个三月，硅锰及锰铁整体跌幅在200元/吨左右，滞销现象十分明显。有合金厂负责人称，三月锰合金市场已经倒挂，对于锰矿采购需求保持低位。 至三月下旬，四月钢厂采购价格相继出炉。受南方地区丰水期电价即将下调、钢厂锰合金库存充足以及BHP三四月锰矿报价大跌等诸多外界因素影响，四月钢厂对锰系产品采购价格在三月基础上再现200元/吨跌幅，锰合金厂家叫苦不迭，锰矿需求进一步走低。虽然临近月末港口锰矿市场询盘明显增多，但80%以上锰合金厂询盘目的仅以了解价格为主，实际采购不多。合金厂普遍盼锰矿价格再降以减小生产成本，持币观望等待者甚多。 二港口锰矿成交 在合金厂对价格的持续打压以及锰矿出货压力日益增大的影响下，三月港口锰矿价格现1-3元/吨度松动。其中，跌幅最为明显的即BHP主营矿种-澳洲锰矿。澳块Mn45%市场报价由三月初53-54元/吨一路下滑至月底50元/吨度，成交稀少；南非Mn38%Fe5%等相对畅销的矿种也因此受到一定影响，Mn38%Fe5%南非锰块主流价格由月初46.5元/吨度跌至月底45.5元/吨度；而巴西、加蓬等其他主流国家锰矿亦受明显冲击，现1-2元/吨度跌幅，且成交不畅。 相对而言，马来西亚等非主流锰矿以及高铁锰矿跌幅并不十分明显，Mn35%Fe10%马来矿主流报价39元/吨度，印尼Mn50%主流报价56-57元/吨度，较月初持平。而高铁锰矿也因供应量的相对紧缺以及富锰渣市场需求的集中而保持平稳之势，Mn30%Fe20%南非锰矿主流报价43元/吨度（北方港）、45-46元/吨度（南方港）。尽管价格日渐趋弱，但未曾改变锰矿市场出货不畅的弱势局面。工厂方面仍旧按需补充库存为主，无意大批量采购，港口锰矿库存始终保持在370余万吨的高位水平。三、外盘市场 三月、四月BHP锰矿外盘价格均保持一致，即品位为43%的小粒度澳洲锰矿报价由原6美元/吨度降至5.5美元/吨度；品位为44%的澳锰块矿装船价格由原来的6.5美元/吨度降至6美元/吨度，品位为48%的澳锰矿装船价格在6.6美元/吨度降至6.2美元/吨度。而其他康密劳等大型供应商报价亦保持平稳，整个三月，锰矿外盘市场平静如初，无行情变化。第二节 锰铁合金的基础一锰铁的概念：锰铁。锰和铁组成的铁合金。由锰矿石、石灰石、白云石、焦炭等冶炼而成，外观呈深灰色，带有蓝黄色光彩，硬度大 。电炉高碳锰铁：电炉高碳锰铁是含有少量硅、磷、硫杂质的Mn-Fe-C三元合金，锰铁中锰与铁之和为92%左右，含碳量6%-7%。高炉高碳锰铁：高炉法是高碳锰铁生产最早采用的一种方法。该法以焦炭作为还原剂和热源，白云石或石灰作熔剂，用高炉生产高碳锰铁。中低碳锰铁：中低碳锰铁主要是由锰、铁两种元素组成的合金，熔点接近1300，密度7.2-7.3G/cm3；按照其含碳量的不同，中低碳锰铁可分为含碳量小于0.7%的低碳锰铁和含碳量0.7%-2.0%的中碳锰铁。锰具有脱氧、脱硫及调节作用(如阻止钢的粒缘碳化物的形成)，还能增加钢材的强度、韧性、可淬性，在钢铁以及不锈钢制造过程中的应用非常广泛，此类用量占到了锰需求的85一90。锰铁总消耗量为钢产量的08一09。已探明的80以上的锰矿资源主要分布于南非及乌克兰。其他主要的资源储藏地为中国、澳大利亚、巴西、加蓬、印度及墨西哥，中国锰矿属于稀缺资源，储量只有711亿吨，约占世界5 。二 锰铁的分类：锰铁根据其含碳量不同分为三类：低碳类：碳不大于0.7%；中碳类：碳不大于0.7%至2.0%；高碳类：碳不大于2.0%至8.0%锰铁的用途： 电炉高碳锰铁：主要用于炼钢作脱氧剂、脱硫剂及合金添加剂，另外随着中低碳锰铁生产工艺的进步，高碳锰铁还可应用于生产中低碳锰铁。高炉高碳锰铁：用于炼钢作脱氧剂或合金元素添加剂。中低碳锰铁：中低碳锰铁广泛应用于特殊钢生产，是炼钢的重要原料之一；同时也应用于电焊条的生产。第三节锰铁合金的原料电炉除尘电炉熔剂法生产锰铁合金以锰矿、铁鳞、焦碳和电极糊为原料。电炉生产所需的锰矿，入炉粒度为1080 mm，其化学成分见表1。铁磷已经很细满足入炉要求。焦炭入炉粒度为520 mm，主要成分见表2。外购标准电极糊，电极糊成分如表3。表 1锰矿化学成分（%）项目Mg()FeP()SiO2CAOAl2O3MGO锰矿32.11.80.115.715.91.93.3表 2冶金焦炭化学成分（%）成分固定碳挥发分灰分水分SP%80.00.6144.00.350.015灰分SiO2Al2O3CaoMGOFe2O3P2O5Fes48254.71210.50.03挥发分有机物CO2COCH4H2N2N2H20.3370.3370.0340.0580.1540.500.40表 3标准电极糊成分序号原料标准电极糊封闭糊备注1固体料无烟煤593%502%冶金焦413%石油焦或沥青焦332%碎石墨172%2粘结剂沥青软化点3382 K锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，主要产品有硅锰和锰铁。锰具有脱氧、脱硫及调节作用(如阻止钢的粒缘碳化物的形成)，还能增加钢材的强度、韧性、可淬性，在钢铁以及不锈钢制造过程中的应用非常广泛，此类用量占到了锰需求的85一90。锰铁总消耗量为钢产量的08一09。已探明的80以上的锰矿资源主要分布于南非及乌克兰。其他主要的资源储藏地为中国、澳大利亚、巴西、加蓬、印度及墨西哥，中国锰矿属于稀缺资源，储量只有711亿吨，约占世界5 。我国的锰矿产地是辽宁、湖南、四川、广西等地区。目前国内锰矿产量持稳，报价稍乱。湖南地区Mn30FelOP非双零的块矿矿山价报15001800元吨，Mn255FelO2P009的水洗矿报9001000元吨。广西地区Mn30FelOP双零的块矿矿山价报20002100元吨； 山西地区Mn30Fe28P双零的粉矿矿山价报2100元吨。对未来我国锰矿资源控制的建议全球锰矿储量主要集中在国外，我国的锰矿品位低，平均品位只有21左右，富锰矿只占全部资源储量的6一8。为了填补资源需求缺口和弥补我国锰矿石品位低的缺陷，必须强化重要矿产资源的控制能力：是加强锰矿，特别是富锰矿的勘查我国锰矿的成矿条件好，资源潜力大，特别是一些远景区，如湖南兰山县一带的风化型铁锰矿；闽西南；云南勐宋、云县一澜沧、勐连一沧源等地区，以及桂西南、滇东南、湘黔川等地，仍有不断扩大储量和发现新产地的潜力，需要进一步加强勘查工作。二是加强锰矿工艺矿物学和选矿工艺研究我国锰矿品位低、矿物粒度细、高磷高铁，需要通过工艺矿物学研究和改进选矿工艺，以解决几亿吨微细粒锰矿石的分选和脱磷问题。三是发展富锰渣法生产该法能有效地将矿石中的铁、磷分离出来，获得富锰、低铁、低磷富锰渣产品。我国已有多年生产经验，今后需要进一步发展，并形成规模经营，使我国高磷、高铁、低锰矿石得到合理利用。四是加强综合利用我国锰矿床伴共生有许多有用组分，目前在锰矿选冶加工中已回收铁、铅、锌、银等金属，但尚有铜、钴、镍、铋、硫、磷、硼、镓、铟、铊等有待回收利用。锰矿选冶过程中的“三废”，即尾矿、废渣和废气的综合利用也是一个重要研究课题，“三废”利用不仅可以变废为宝，提高企业经济效益，而且有利保护环境，造福于后代。五是合理利用国内、国外两种资源矿石品位偏低， 因此在相当长一段时间内需要进口一定量的富锰矿，而且进口的数量将会逐年增加。在当前全球大量优势矿产资源集中度越来越高，少数大型跨国公司控制了主要的矿产资源的情况下。我们更应重视对战略性矿产资源的控制：回采矿权、增加税种、投资管理、海外经营等。如中国五矿与加纳锰业公司签订了年供应30万吨以上锰矿石的长期协议为国在海外控制战略性矿产资源迈出了重要一步。第四节 锰铁合金的生产工艺流程一 锰铁合金的生产原理锰铁合金生产的目的是把炉料中高价锰和铁的氧化物利用高温分解或CO还原成低价氧化物，在13731473K时，高价氧化锰逐渐被还原成Mno，全部的FeO（铁鳞）进一步还原成Fe；Mno比较稳定，只能用炭进行直接还原；还原生成的Mn、Si、Fe三种元素相互进行反应，生成锰铁合金FeMnSi（硅含量较小一般在2左右）。反应在高温（14001600K）下进行，所需热能主要由电提供，反应过程属还原熔炼过程，采用的原料为锰矿石（Mn30%），焦炭作炭质还原剂。项目采用的生产工艺为电热法，熔炼过程在矿热电炉内进行，炉内的主要化学反应式：Mno + SiO2 MnSiO3MnoSiO2 +3/4C 1/3 Mn3C + SiO + CO2SiC + SiO2 3Si + 2CO SiO2 + 2C Si + 2CO1/3Mn3C + Si MnSi + 1/3C MnoSiO2 + FeO+4C FeMnSi + 4CO2CO + O2 2CO2二 锰铁合金的生产流程锰在钢铁工业上的应用是各国冶金学家几十年不懈努力的结果。1875年以后，欧洲各国开始用高炉生产含锰1530的镜铁和含锰达80的锰铁。1890年用电炉生产锰铁，1898年用铝热法生产金属锰，并发展了电炉脱硅精炼法生产低碳锰铁。1939年开始用电解法生产金属锰我国锰铁合金生产工艺主要为高炉法、电炉法和炉外法。随着世界锰矿资源的开采，锰矿品位在逐年降低，国外经过选矿处理的粉状锰矿日益增多，国内的锰矿粉造块数量亦随之增大。锰矿粉造块法：锰矿粉造块方法主要包括烧结、球团和压球三种工艺。目前，国内造块多采用烧结法。只有当锰矿粉很细（-200目在80%以上），又不允许造块产品中含有残碳时，则采用球团或压团法。我国锰矿粉造块存在的问题是：生产的规模小，工序能耗高；资金投资少，造成环境污染比较严重；仅能自给自足，因设备小、档次低、工艺落后；由于锰粉种类多和工艺要求不同，导致造块品种复杂，往往需要有两种甚至两种以上的造块产品、造成设备浪费，而且在球团造块过程中还需添加无机粘结剂，这有增加了冶炼过程的能耗和锰铁合金的杂质，对冶炼工艺和产品质量都有影响。降低合金中P、C、S杂质：随着钢铁材料性能要求的提高，纯净钢已成为钢铁生产的重要发展方向之一，而纯净钢生产离不开低杂质含量的铁合金。锰铁作为钢铁生产消耗量较大的铁合金品种，在纯净钢生产占有举足轻重的作用。在炼钢生产中，锰铁合金主要是在还原精炼阶段作为脱氧剂和合金化元素加入钢液，因此锰铁中主要杂质之一的磷几乎全部进入钢水中，成为纯净钢冶炼限制环节之一。为生产高质量的低磷低碳纯净钢，炼钢中对锰铁中的P、C、S等杂质含量的要求越来越高。目前除富锰渣冶炼工艺能除去锰矿中部分磷元素外，在其它锰铁冶炼工艺中，原料中的磷大部分进入锰铁合金中，而锰铁中的磷含量主要通过配料比例来控制。因此，锰铁的脱磷、降碳、除硅等是值得关注的问题。提高锰合金品位及纯度：纯净钢的生产促进了纯净锰铁的生产，为满足钢铁工业提高产品质量和性能的要求，将对锰铁合金中锰的品位和纯净度提出越来越高的要求。因此，把Mn90%、Si1.5%、C0.1%、P0.05%的锰铁合金称之为纯净锰铁。在纯净钢和特殊钢生产中，需要C0.1%的超低碳锰铁（其C、P含量在低碳锰铁和金属锰之间）。从市场价格分析看，由于金属锰铁价格较高，在使用上受到一定程度的制约。随着炼钢技术的发展，采用高品质纯净锰铁代替金属锰是不可避免的趋势。目前，我国纯净锰铁的生产还没有重大突破，按国际牌号C0.12%、C0.14%生产低碳锰铁的厂家很少，生产纯净锰铁的厂家更是微乎其微。其主要原因是：（1）采用传统的大型矿热炉生产纯净锰铁有一定难度；（2）国内生产中低碳锰铁电炉基本上都是自焙电极，增碳问题不能解决；（3）金属锰法虽然可以避免增碳，但因其生产成本高而限制了其市场的增量发展。随着我国抑制高耗能、高污染性、扩大资源利用率产业政策的出台，研究一种新的锰冶炼方法，提高锰铁质量，尤其是利用我国大量的贫锰矿粉资源，提高锰资源的利用率是一项迫在眉睫的一大主题。（一）一种低碳锰铁的生产工艺该工艺是用废锰粉或锰硅合金加入去碳剂通过电弧炉熔化后，再加入去磷剂、去硫剂送入摇包进行初步脱硅，从而得到低碳、低磷、低硫、高硅的锰硅合金，然后倒入到精炼炉中，在精炼炉中加入合格锰矿和生石灰，即得到优质的低碳锰铁。具体生产工艺为：（1）将FeMn60Si14或FeMn65Si17或废锰粉破碎作为原料；（2）按每一次精炼炉所需要的去碳剂、去磷剂、去硫剂的重量分开备用，去磷剂为锰硅合金重量的5%15%，去磷剂由生石灰和萤石组成，其中的生石灰占2/3，萤石占1/3；（3）将每一次精炼炉所需的锰硅合金和去碳剂一同混合后，加入到电弧炉共溶，温度为13001850，去碳后，达到生产含碳量0.7%的低碳锰铁的半成品；（4）当电弧炉内炉料局部或全部熔化，加入备好的去磷剂、去硫剂共熔后去磷、去硫；（5）待电弧炉中的所有炉料共熔后，再熔炼440分钟后，将电弧炉倾斜，将炉料倒入铁水包；（6）用行车吊起铁水包，倒掉浮在铁水上面的去磷剂、去硫剂废渣；（7）将铁水包内的低碳锰铁的半成品，慢慢倒入已经装上从精炼炉中放出的液体低碳锰渣的摇炉的摇包中，进行初步脱硅；（8）启动摇炉，摇动1525分钟，将摇包的摇动速度控制在4075转/分钟，进行初步脱硅；（9）用行车吊起摇包，倒掉含锰量为左右的废渣；（10）将摇包内的通过初步脱硅的未冷却的含碳量0.7%的低碳锰铁的半成品倒入精炼炉中和已经预热的锰矿、生石灰进行精炼脱硅；（11）待精炼炉中的炉料全部溶化后，取样化验合金含硅量，合格了就出炉；（12）出炉后，产品冷却后精整包装即为低碳锰铁的成品；（13）第二炉及以后的生产工艺如下：精炼炉中的锰渣口出来的锰渣又装入摇炉的摇包，整个生产工艺按以上（1）（12）的步骤进行，工艺流程反复循环。本发明生产成本低，节约了能源资源，减少了环境污染，废渣可作为水泥厂原料。精炼炉低碳锰铁的生产工艺流程图去磷硫剂去碳电弧炉铁水电弧炉精炼炉原料去磷硫废渣初步脱硅脱硅成品（二）精制锰铁的方法一种精制锰铁的方法，尤其是一种生产低碳锰铁或氮化锰铁的方法。它主要是解决现有工艺能耗相对较高、资源利用率低等技术问题。其技术方案要点是：先是以高碳锰铁为原料，并将高碳锰铁磨成粒度小于2mm的粉料；然后在高碳锰铁的粉料中加入氧化物或二氧化碳，充分搅拌，原料中的含碳和氧化物摩尔比为1(1-1.5)；再将混合料加入间歇式工业微波炉或连续式工业微波炉内，微波炉的微波频率为300MHz至300GHz，温度控制在500至1340，时间为3分钟至50个小时，得到含碳量为0.3至0.03的低微碳锰铁。也可在保温料仓中通入氮气或氮气与氢气的混合气体，可得到含氮量为3至8的氮化锰铁。它主要是用于生产低碳锰铁或氮化锰铁的工艺中。（三）一种应用于冶金炼钢及机械铸造所使用的锰铁合金生产方法先将锰含量大于的锰矿石、还原剂、发热剂、催化剂分别破碎研磨成颗粒粉料按重量百分比混匀再加入粘结剂制成复合锰合金球团，复合锰合金球团经冲天炉熔化成液态含锰渣料后直接转入感应炉中，并同时采用导电电极进行升温与还原。向感应炉中加入导电熔渣及铁矿石和废钢，在感应线圈及导电电极加热下，加入不同的渣系和还原剂形成含锰铁液渣还原气氛，将含锰铁液渣中的化合态锰铁还原成金属间化合物的锰铁合金，经铸造变成固态锰铁合金。（四）电炉锰铁联合生产流程锰铁的还原冶炼有熔剂法（又称低锰渣法）和无熔剂法（高锰渣法）两种。熔剂法原理与高炉冶炼相同，只是以电能代替加热用的焦炭。通过配加石灰形成高碱度炉渣(CaO/SiO2为1.31.6)以减少锰的损失。无熔剂法冶炼不加石灰，形成碱度较低（CaO/SiO2小于 1.0）、含锰较高的低铁低磷富锰渣。此法渣量少，可降低电耗，且因渣温较低可减轻锰的蒸发损失，同时副产品富锰渣（含锰2540）可作冶炼锰硅合金的原料，取得较高的锰的综合回收率（90以上）。现代工业生产大多采用无熔剂法冶炼碳素锰铁，并与锰硅合金和中、低碳锰铁的冶炼组成联合生产流程见图。锰矿焦炭锰 铁 电 炉富锰渣（Mn2540%）焦炭锰矿和硅石锰 硅 合 金 电 炉炉渣（Mn1250。下降氧枪当枪头距铁水面300400mm时，开始供氧。供氧压力开始为3kg/cm2，中期78kg/cm2，提枪时为3kg/cm2。最大供氧量为5m3/min。当熔池温度上升至1750左右时，逐步加入石灰(CaO87%，050mm)和高碳锰铁块降温，以控制炉温。石灰加入量按CaO/SiO2=1.2计算。冷却用高碳锰铁为装入铁水重的1520%。接近吹炼终点加入萤石1015kg。根据供氧量、炉口火焰颜色判定吹炼终点。停吹后加入锰硅合金(Mn+Si82%，P0.25，%，粒度020mm)，加入量为铁水的21%22%。加锰硅合金(预热至400600)时不断摇动炉体，以提高还原效果。反应结束，稍停降温后出炉。试验结果得出吹炼终点温度与产品含碳量的关系如下：锰回收率与合金含碳量密切相关。图15表示合金含碳量在吹炼终止时和添加锰硅合金还原后的锰回收率的关系。合金中的锰含量比入炉高碳锰铁的锰含量提高约2%，磷稍有增加。平旋器-文氏管半干半湿除尘系统的除尘效果好，吹炼期排出炉气的中黄烟很少。以此法每生产lt中碳锰铁消耗高碳锰铁12551289kg，锰硅合金216220kg，石灰154161kg，萤石1925kg；氧气122136m3。锰回收率79.5%81.4%；平均炉龄为76炉。在以上试验基础上，新余钢铁厂用255m3高炉生产的锰铁，在6t氧气顶吹转炉内进行生产中碳锰铁的扩大试验。加入高炉锰铁(77%81%Mn，C6.6%6.8%，P0.27%0.31%，Si0.88%2.03%，温度1300)液6.57.5t，下氧枪降至距金属面0.80.9m处开始吹氧，氧压89kg/cm2，供氧强度34m3/tmin。加石灰(CaO91%)造渣。按炉渣碱度CaO/SiO21.2的计算，先加1/3，其余在吹炼终点前24min加入，使炉渣碱度达到3.54。根据用氧量与炉口火焰判断终点。吹氧结束后加锰硅合金(Mn66.5%，Si19.07%，P0.128%)并摇动炉体。然后出炉、浇铸。平均炉产量7.2t。每炉吹氧27min。得到的中碳锰铁平均成分为Mn82.31%，C1.76%，Si0.58%，P0.30%；炉渣平均成分为：MnO30.731%，SiO224.09%，CaO37.17%，MgO3.93%；生产1t中碳锰铁消耗高锰锰铁1282kg，锰硅合金150kg，石灰105kg；氧83m3；锰回收率83.97%；渣铁比0.26。MOR法美国联合碳化物公司金属部月产中碳锰铁5000t的工厂采用的方法，其生产原理和工艺与碱性顶吹氧炼钢相似。将高碳锰铁液装入转炉，吹氧使熔池温度从1300提高到1750。从1300升温至1550为锰氧化；1550升温至1650为碳氧化为主；温度高于1650后则脱碳速度变小，而锰氧化增多，在1750时熔池中合金含C1.3%。生产1t中碳锰铁(Mn80%85%，C1.0%1.5%，Si1.3%则继续用混合气体吹炼至C1.3%。当分析结果熔池含C1.3%时，加入规定数量的锰硅合金碎粒，再吹入氮气搅拌，以降低炉渣中的锰和黏度。然后倾斜转炉倒出合金与炉渣并进行浇铸。每炉平均装入高碳锰铁(Mn78.3%)12050kg，锰硅合金1021kg，返回品950kg，石灰654kg。产出中碳锰铁(Mn80.7%)12409kg，炉渣(Mn27.1%)1868kg，烟尘(Mn60.2%)573kg，其他(Mn59.6%)50kg。转炉炉气经除尘器净化排放。回收的烟尘制球后返回电炉。生产1t中碳锰铁消耗高碳锰铁1129kg，锰硅合金89kg，石灰57kg，氧74m3，氮18m3，天然煤气31L(用以加热铁水包)。锰回收率91.3%。炉衬寿命为196炉。每炉熔炼时间2h25min。第五节锰铁合金工业的环境污染3240铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位产污系数末端治理技术名称排污系数高碳锰铁锰矿焦碳高炉法150立方米工业废水量吨/吨-高碳锰铁36沉淀分离3612沉淀分离(循环利用)0化学需氧量克/吨-高碳锰铁1,087.9沉淀分离652.7365沉淀分离(循环利用)0挥发酚克/吨-高碳锰铁17沉淀分离11.9氰化物克/吨-高碳锰铁405.8沉淀分离324.6工业废气量标立方米/吨-高碳锰铁4,650单筒旋风除尘法/过滤式除尘法/湿法除尘法4,6502,3052,305烟尘千克/吨-高碳锰铁66.983单筒旋风除尘法+过滤式除尘法0.33过滤式除尘法0.553湿法除尘法0.6520.095直排0.095二氧化硫千克/吨-高碳锰铁0.811其它烟气脱硫法（湿法洗涤）0.488直排0.8110.115直排0.115氮氧化物千克/吨-高碳锰铁0.228直排0.228工业固体废物（冶炼废渣）吨/吨-高碳锰铁1.523注煤气净化洗涤水污染物指标，若该部分废水循环利用，其排污系数均取0，若干法净化，则此项废水污染物指标不统计；冲渣水污染物指标；高炉污染物指标；热风炉污染物指标。3240铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位产污系数末端治理技术名称排污系数高碳锰铁锰矿焦碳高炉法150立方米工业废水量吨/吨-高碳锰铁38沉淀分离3813沉淀分离(循环利用)0化学需氧量克/吨-高碳锰铁1,289.3沉淀分离758.3654.8沉淀分离(循环利用)0挥发酚克/吨-高碳锰铁20.5沉淀分离14.3氰化物克/吨-高碳锰铁435.6沉淀分离348.4工业废气量标立方米/吨-高碳锰铁4,758过滤式除尘法/湿法除尘法4,7582,5032,503烟尘千克/吨-高碳锰铁72.631 过滤式除尘法0.649湿法除尘法0.8290.132直排0.132二氧化硫千克/吨-高碳锰铁1.06其它烟气脱硫法（湿法洗涤）0.611直排1.060.165直排0.165氮氧化物千克/吨-高碳锰铁0.388直排0.388工业固体废物（冶炼废渣）吨/吨-高碳锰铁2.073注：煤气净化洗涤水污染物指标； 冲渣水污染物指标；高炉污染物指标； 热风炉污染物指标。废水污染物产排污系数选取原则同续表3。3240铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位产污系数末端治理技术名称排污系数高碳锰铁锰矿焦碳石灰矿热炉法1万千伏安工业废水量吨/吨-高碳锰铁15沉淀分离1514沉淀分离(循环利用)0化学需氧量克/吨-高碳锰铁1,277.8沉淀分离978849.1沉淀分离(循环利用)0挥发酚克/吨-高碳锰铁25沉淀分离20.6氰化物克/吨-高碳锰铁550沉淀分离385.8工业废气量标立方米/吨-高碳锰铁1,280单筒旋风除尘+过滤式除尘法/湿法除尘法1,28027,82127,821工业粉尘千克/吨-高碳锰铁62.537单筒旋风除尘+过滤式除尘法0.3572.157湿法除尘法0.4484.848二氧化硫千克/吨-高碳锰铁0.46(0.1660.95) 其它烟气脱硫法（湿法洗涤）0.322(0.116-0.665)(0.116-0.665) 直排0.46(0.166-0.95)(0.166-0.95) 工业固体废物（冶炼废渣）吨/吨-高碳锰铁1.425注： 封闭炉煤气净化洗涤水污染物指标，若该部分废水循环利用，其排污系数均取0；冲渣水污染物指标； 封闭炉大气污染物指标； 半封闭炉大气污染物指标；矿热炉（所有炉型）污染物指标。说明：高碳锰铁生产线存在封闭炉煤气净化回收工艺，煤气净化回收分干法和湿法，普查时应注意炉型和煤气净化回收工艺类别，产排污系数指标应一一对应。二氧化硫产排污系数用区间值表示，取值原则为：原材料含硫量小于0.5%、在0.5%-1.5%之间、大于1.5%，产排污系数分别取下限、加权平均值、上限。3240铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位产污系数末端治理技术名称排污系数高碳锰铁锰矿焦碳石灰矿热炉法1万千伏安工业废气量标立方米/吨-高碳锰铁36,565过滤式除尘法36,565工业粉尘千克/吨-高碳锰铁74.497过滤式除尘法2.451二氧化硫千克/吨-高碳锰铁1.237直排1.237固体废物（冶炼废渣）吨/吨-高碳锰铁1.433综合利用中低碳锰铁锰矿硅锰合金石灰电硅热法所有规模工业废水量吨/吨-中低碳锰铁14沉淀分离14化学需氧量克/吨-中低碳锰铁631.2沉淀分离498.9工业废气量标立方米/吨-中低碳锰铁15,873单筒旋风除尘法/湿法除尘法/过滤式除尘法15,873工业粉尘千克/吨-中低碳锰铁39.373单筒旋风除尘法6.815湿法除尘法4.154过滤式除尘法1.256二氧化硫千克/吨-中低碳锰铁0.459其它烟气脱硫法（湿法洗涤）0.279直排0.459固体废物（冶炼废渣）吨/吨-中低碳锰铁1.66注：矿热炉污染物指标； 湿法除尘废水污染物指标，若该部分废水循环利用，其排污系数均取0； 精炼炉污染物指标。3240铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位产污系数末端治理技术名称排污系数中低碳锰铁锰矿硅锰合金石灰摇炉-电炉法所有规模工业废气量标立方米/吨-中低碳锰铁11,056过滤式除尘法11,056工业粉尘千克/吨-中低碳锰铁34.647过滤式除尘法1.008二氧化硫千克/吨-中低碳锰铁0.401直排0.401工业固体废物（冶炼废渣）吨/吨-中低碳锰铁1.175综合利用富锰渣锰矿焦碳高炉法所有规模工业废气量标立方米/吨-富锰渣4,305 重力沉降法/单筒旋风除尘法/过滤式除尘法4,3052,877直排2,877烟尘千克/吨-富锰渣78.866重力沉降法+单筒旋风除尘法3.69重力沉降法+过滤式除尘法0.2471.317直排1.317二氧化硫千克/吨-富锰渣1.098直排1.0981.117直排1.117矿热炉法所有规模工业废气量标立方米/吨-富锰渣32,496过滤式除尘法32,496工业粉尘千克/吨-富锰渣82.748过滤式除尘法2.219二氧化硫千克/吨-富锰渣1.314直排1.314氮化锰中低碳锰铁氮气真空电阻炉法所有规模工业废气量标立方米/吨-氮化锰3,101过滤式除尘法3,101工业粉尘千克/吨-氮化锰3.43过滤式除尘法0.17注：电炉污染物指标； 高炉污染物指标； 热风炉污染物指标； 矿热炉污染物指标； 电阻炉污染物指标。3240铁合金行业产排污系数表产品名称原料名称工艺名称规模等级污染物指标单位产污系数末端治理技术名称排污系数高碳铬铁铬矿焦碳硅石矿热炉法1万千伏安工业废水量吨/吨-高碳铬铁21沉淀分离2112沉淀分离(循环利用)0化学需氧量克/吨-高碳铬铁1,387.9沉淀分离741.41,046.8沉淀分离(循环利用)0挥发酚克/吨-高碳铬铁15.3沉淀分离12.2六价铬克/吨-高碳铬铁99.5沉淀分离8657.9沉淀分离(循环利用)0氰化物克/吨-高碳铬铁642.5沉淀分离511.9工业废气量标立方米/吨-高碳铬铁1,860单筒旋风除尘+过滤式除尘法/湿法除尘法1,86025,85725,857工业粉尘千克/吨-高碳铬铁56.426单筒旋风除尘+过滤式除尘法0.2880.788湿法除尘法0.4421.548二氧化硫千克/吨-高碳铬铁1.273（0.2872.319）其它烟气脱硫法（湿法洗涤）0.169（0.231.391）直排1.273（0.2872.319）工业固体废物（冶炼废渣）（含铬废物）吨/吨-高碳铬铁1.285注：封闭炉煤气净化洗涤水污染物指标，若该部分废水循环利用，其排污系数均取0； 冲渣水污染物指标；封闭式矿热炉污染物指标 ；半封闭式矿热炉污染物指标；矿热炉（所有炉型）污染物指标。说明：高碳铬铁生产线存在封闭炉煤气净化回收工艺，煤气净化回收分干法和湿法，普查时应注意炉型和煤气净化回收工艺类别，产排污系数指标应一一对应。二氧化硫产排污系数用区间值表示，取值原则为：原材料含硫量小于0.5%、在0.5%-1.5%之间、大于1.5%，产排污系数分别取下限、加权平均值、上限。一锰铁合金工业的废气污染铁合金厂废气来源于矿热电炉、精炼电炉、焙烧回转窑、多层机械焙烧炉和铝金属法熔炼炉。铁合金厂废气的排放量大，含尘浓度高，废气中90%是二氧化硅，还含有氯气、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等。锰铁合金电炉在冶炼生产过程中排出大量的高温含尘烟气，烟尘主要成份是Mno2和SiO2，烟尘粒径大部分小于5um。有组织排放废气分为5000kVA矿热电炉系统有组织的废气（其中包括炉子出铁产尘点产生的烟气，该无组织烟气被引入电炉烟气收尘系统）和供料、配料各皮带输送机产生粉尘。熔炼锰铁合金电炉烟尘成分氧化物MnCaOMgOSiO2Al2O3P%24.243.344.3721.883.340.08二锰铁合金工业的废水污染废水中碱金属含量多，总铁、总锰含量高，呈碱性，氰化物含量没洗涤一次的增加量高达20mg/L左右。铁合金生产废水主要有封闭式电炉的烟气洗涤水、锰铁高炉的烟气洗涤水、冲渣系统废水、生产金属铬时来自浸出铬渣的废水、生产五氧化二钒的分离废液等，铁合金生产废水成分复杂，并含有各种有毒物质。锰铁高炉煤气洗涤水中含悬浮物25003500mgL(80的粒度小于10m)，含锰200mgL，含氰化物100200mgL。如将此水循环使用，其污染物浓度还将提高，氰化物可达3001000mgL，最高可达2500mgL。生产金属铬时，废水中六价铬的浓度为50100mgL；生产钒铁时，废水中的钒浓度为80130mgL。（一）锰铁高炉煤气洗涤废水高炉煤气在洗气过程中，水中SS浓度高达25004000mg/L，废水中的污染物有酚、氰、硫化物、pH值等。目前煤气净化废水采用渣滤法结合生化处理。废水产生量约为10m3/1000m3煤气。（二）电炉煤气洗涤水全封闭电炉煤气采用湿法洗气时，废水主要来自洗涤塔、文氏管、旋流脱水器等设备。废水量约为1525m3/1000m3煤气。废水SS浓度19605465mg/L，色度灰黑色，废水中的污染物还有酚、氰、COD等。废水水质状况见表全封闭电炉煤气净化废水水质分析pH值SS/ (mg/L)色度（度）水色硫化物（mg/L）酚（mg/L）氰化物（mg/L）COD（mg/L）9101960546540黑色灰色3.870.10.21.295.969.52（三）电炉冲渣废水排放铁合金电炉冶炼过程排放的液态熔渣量随电炉容量大小，冶炼品种不同变化的。放出的液态熔渣流入渣罐，再从渣罐下部卸渣管流入冲渣沟，同时用高压水对渣进行水，水与渣均流入沉渣池，经自然沉淀分离后，水渣可供水泥厂作添加剂，冲渣水循环使用。冲渣水量一般为1015m3/t,SS浓度在36200mg/L,氰化物浓0.5mg/L。三锰铁合金工业的废渣污染电炉冶炼中氧化物等杂质与铁合金分离形成炉渣，从火法回收的烟尘也属于固体废物。铁合金生产的废渣有铁合金渣、尘泥、废耐火材料等。矿热电炉工艺过程主要包括：原料配料熔炼沉清分离浇铸破碎、精整包装。工艺流程及污染工序详见图第六节锰铁合金工业的污染治理一废气的处理将来自锰合金生产电炉的烟气，在离心式主风机的抽吸作用下，烟气由半封闭式电炉内引出，沿着烟道首先进入一个热交换器降低烟气温度(冷却器能把粗粒和火星分离开来具有预收尘效果，)，然后用风机作用下进入袋式除尘器，粉尘滞留在滤袋外，净化的烟气经除尘器顶部排入大气，灰斗下的微粉由人工或机械入袋输出。电炉产生的高温烟气（G1），采用的净化流程为：烟气表冷器袋式除尘器引风机烟囱排放。对出铁、出渣和产品浇铸时产生的烟尘，在出料（G2）和产品浇铸（G3）区域设立烟气收集罩并将烟气管道与电炉烟气管道连接，通过该台电炉的收尘系统进行处理后经烟囱排放（G4）。精整过程中产生的废气（G6）含有少量颗粒物。电炉除尘系统工艺流程见图。高压脉冲布袋除尘器冷水烟道集气罩表面冷却器引风机烟囱电炉收尘系统流程图工艺电炉烟气烟尘排空二废渣的处理将电炉炼锰硅合金和锰铁合金的废渣破碎至直径为以下的颗粒成为渣浆；用摇床将渣浆按不同比重分级出床，比重最大的废渣颗粒为锰精渣，比重较锰精渣小的废渣颗粒为中渣，中渣经再破碎、重复洗选继续选出锰精渣；比重最小的废渣颗粒为尾渣，弃之。凡含锰量在以上的上述废渣，均可用此法回收废渣中的锰。三废水的处理冶炼锰铁合金外排废水时，要对氰化物进行处理，并调整pH值。如含氰浓度很高时，常用酸化曝气碱液吸收法回收废水中的氰化物。废水再经碱性氯化法处理后予以排放。在进行碱性氯化法处理时，最好加入过量的氯系氧化剂，使氰化物氧化为氰酸盐后能进一步氧化为N2和CO2，以保证安全。处理水在排放前还应加酸中和，使pH值达到排放要求。烟气除尘废水处理的工艺流程为：烟气除尘废水进入集水井，向集水井投加絮凝剂聚合氯化铝，然后进入沉淀池经混凝沉淀后，出水再经压泵送入机械通风冷却塔，经冷却后，自流入清水池。然后压泵再送入烟气净化系统循环使用。处理后的水质澄清，略呈微黑，PH值7-8，出水悬浮物为177mg/L，取得了较好的处理效果。沉淀池冷却塔烟气除尘废水集水井絮凝剂聚合氯化铝清水池废水的处理：目前烟气净化废水，采用渣滤法结合投加药剂和渣滤法结合生化法处理，在生产实践中均取得较好的效果。锰铁高炉烟气净化废水，一般采用普铁高炉煤气洗涤水的处理工艺，包括水的净化、水质稳定，也是可行的。第七节锰铁合金其他相关知识一锰铁合金冶炼污染流程节点图炉料配料供电变压器电炉表冷及布袋除尘引风机烟囱排空出料浇铸精品包装成品S废渣G废气W废水N噪声无组织排放有组织排放G2G1G3G41G5G6W2W1N2N3N1N4N52S1S二锰系铁合金连续成形技术的设备研制铁合金主要用于炼钢的脱氧剂、合金元素添加剂等。国内外铁合金的生产成形方法主要是模铸, 虽然工艺简单、成本低, 但所生产的合金疏松易碎。据资料统计, 2005 年全国铁合金年产量达1 069 万t , 国内消耗量达90