近年來不銹鋼產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，2010年我國(guó)不銹鋼粗鋼產(chǎn)量達(dá)到1125.6萬t，表觀消費(fèi)量為940萬t，生產(chǎn)1t不銹鋼可以產(chǎn)生l8-33kg粉塵。不銹鋼粉塵除含鐵外，還含有鉻、鎳和鋅等重金屬元素，將其簡(jiǎn)單填埋會(huì)污染環(huán)境，也造成資源浪費(fèi)。直接還原是二次含鐵粉塵綜合利用的常用方法之一?，F(xiàn)有研究基于Wcomet煤基直接還原法

的技術(shù)思想，研究高堿度不銹鋼粉塵內(nèi)配煤團(tuán)塊在高溫自還原過程中影響含鉻鎳金屬粒聚集長(zhǎng)大的因素，為探索用Wcomet法回收不銹鋼粉塵中有價(jià)元素的方法奠定基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)使用的原料為不銹鋼粉塵、軋鋼皮，還原劑為無煙煤，用膨潤(rùn)土調(diào)整渣相堿度。不銹鋼粉塵堿度高達(dá)3.33，并含有較高的Cr2O3和NiO。但不銹鋼粉塵粒度偏粗，-0.074mm部分僅占20.38%。由于原料粒度偏粗，故選擇壓塊方法制備自還原試樣。

按質(zhì)量比不銹鋼粉塵/軋鋼皮=80/20配料，用無煙煤粉作還原劑，按內(nèi)配煤團(tuán)塊碳氧摩爾比（配入的碳的物質(zhì)的量與需要被還原的氧化鉻、氧化鎳和氧化鐵中的氧的物質(zhì)的量之比，簡(jiǎn)稱內(nèi)配碳比）C=1.0-1.4配加還原劑。用膨潤(rùn)土調(diào)整渣相堿度（R=w(CaO)/w(SiO2)）至2.0-2.8。各種原料按比例充分混勻后加入0.3%泡花堿作為黏結(jié)劑，然后用壓樣機(jī)制成Φ20×25mm的圓柱狀試樣。試樣在120℃下烘干后備用。選擇還原溫度為1350-1450℃。試樣在氮?dú)獗Ｗo(hù)的碳管爐中以120-150℃/min的速度升至預(yù)定自還原溫度，保溫10min后隨爐冷卻至700℃取出。試樣在降溫過程2CaO·SiO2相變，體積膨脹而自然粉化，實(shí)現(xiàn)渣鐵自然分離，通過篩分將含鉻鎳的金屬鐵粒與渣子分離。

影響金屬顆粒聚集長(zhǎng)大及渣鐵分離的因素：渣相堿度、內(nèi)配碳比和還原溫度。

不銹鋼生產(chǎn)中的二次粉塵含有鐵、鉻、鎳等有價(jià)金屬元素，采用內(nèi)配煤團(tuán)塊高溫自還原技術(shù)，可直接得到含鉻、鎳的金屬鐵顆粒。金屬鐵顆粒的大小決定于內(nèi)配煤團(tuán)塊的渣相堿度、內(nèi)配碳比和還原溫度。

渣相堿度(w(CaO)/w(SiO2))低于2.8時(shí)，渣相組成進(jìn)入CaO-Al2O3-SiO2-MgO四元系的2CaO·SiO2析出相區(qū)。還原產(chǎn)物冷卻過程中，渣相中的2CaO·SiO2因相變體積膨脹而粉化，實(shí)現(xiàn)渣鐵自然分離。渣相堿度越低，內(nèi)配煤團(tuán)塊的渣量就越大，也就越不利于金屬鐵的聚集長(zhǎng)大。內(nèi)配碳比高時(shí)，渣相中積聚的殘?zhí)剂匡@著增加，使渣相與呈半熔融態(tài)的金屬間的界面張力減小，不利于金屬顆粒的聚集長(zhǎng)大。提高還原溫度，金屬原子間擴(kuò)散加劇，處于固液相線溫度間金屬鐵在表面張力的作用下海綿鐵結(jié)構(gòu)解體，逐漸聚集成顆粒狀金屬鐵。還原溫度越高，越有利于金屬鐵的聚集長(zhǎng)大。(欣然)