碳中和背景下生命周期评价方法在烧结工序的应用

生命周期评价(LCA)是一种产品生命周期各个阶段的整体环境影响或环境绩效的测量工具。从生命周期评价的范围确定、清单分析、影响评价、数据解释4个阶段进行了详细阐述;通过案例分析了LCA在烧结工序的应用,采用GaBi软件对1 t烧结矿进行了生命周期评价。结果表明,温室效应是烧结工艺对环境影响的主要类型,占总环境影响潜值的48.55%;生命周期评价为钢铁企业系统化、定量化从制造全流程探索节能环保新模式提供了新的方向和思路。     

烧结NdFeB磁体的热浸镀铝工艺研究

NdFeB磁体是当今应用最为广泛的永磁材料之一,但对于烧结NdFeB永磁体而言,当工作温度升高时,磁体中Nd和Fe的强化学活性极易引起磁体不同程度的变形和粉化,因此,烧结NdFeB永磁体虽然具有极高的磁性能,却只能在100℃以下工作,这严重影响了它的应用和发展.本文对比了当今各种提高NdFeB永磁体抗氧化性方法,权衡其利弊,提出将热浸镀铝技术应用于烧结NdFeB永磁体的防护.实验证明,在烧结NdFeB永磁体表面热浸镀铝,镀层与基体之间可形成良好的冶金结合,从本质上提高了镀层的结合强度;同时,铝镀层在氧化环境中不但能够起到阳极保护作用,还可形成钝化膜,从而实现对基体的双重保护.     

汽车钢板生产的生命周期评价

在“碳达峰、碳中和”的驱动下，汽车制造业是节能减碳的重要组成部分，作为资源能源密集型产业，它采用汽车钢板作为主要材料，具有生产能耗和排放高的典型特点。采用生命周期评价(life cycle assessment, LCA)方法，分别对汽车钢板生产长流程工艺(BF-BOF)和短流程工艺(EAF)2种生产工艺的各阶段进行环境影响评价和贡献分析。结果表明，在汽车钢板生产长流程工艺(BF-BOF)中，炼铁工序和烧结工序对总环境影响的贡献较大；在汽车钢板生产短流程工艺(EAF)中，炼铁工序和电炉炼钢工序对总环境影响贡献较大。汽车钢板生产EAF工艺的各类环境影响均低于BF-BOF工艺，环境影响优势较大的有全球变暖(GWP)、化石能源耗竭(FFP)、矿产资源耗竭(SOP)、淡水富营养化(FEP)、海洋富营养化(MEP)、淡水生态毒性(FETP)、人体致癌毒性(HTPc)、人体非致癌毒性(HTPnc)。BF-BOF工艺和EAF工艺的矿产资源消耗铜当量分别为85.6 kg/t和25.6 kg/t,综合能耗分别为541 kg和265 kg, CO₂当量为2 111.7 kg和1 05...     

高炉-转炉钢铁生产流程环境影响研究

对高炉一转炉钢铁生产流程造成的环境影响进行了系统、定量的分析。根据流程中各环节物质和能源的消耗量核算出生产过程排放的污染物清单，并根据特征化因子，估算出生产1万t钢材产生的环境影响。结果表明：炼钢和轧钢环节对气候变化的影响较小；烧结环节对酸化和光化学臭氧形成的影响较大；水体富营养化、人体毒性和水生生态毒性的影响几乎全部...     

钕铁硼废料综合回收技术的研究进展

我国是全球最大的钕铁硼(NdFeB)永磁材料生产基地和消费市场。在NdFeB永磁材料生产加工过程中以及含有NdFeB永磁材料的报废产品中产生大量的NdFeB废料。对NdFeB废料进行回收再利用有助于建设稀土资源高效的循环经济体系,对保持我国稀土资源优势和环境安全具有重要的战略意义。本文对现有的NdFeB废料回收技术进行了总结,综述了直接回用法、火法冶金、湿法冶金、电化学回收工艺等多种不同NdFeB废料回收技术的作用原理和研究进展,分析了各类NdFeB废料回收技术的优劣势,并提出了未来NdFeB废料绿色、高效、可持续回收技术的重点研究方向,为稀土二次资源的高效开发利用研究提供有益参考。     

湿法冶金下游流程的分层优化及全流程优化仿真算法分析研究

为了优化控制湿法冶金过程，通过机制建模，并结合专家知识建立了一种湿法冶金全流程过程模型。采用基于最小消耗模型的区间分层优化方法，对湿法冶金下游流程及全流程分别进行优化求解，建立最优模式库，并对湿法冶金生产过程进行仿真分析和对比，验证了区间分层方法的正确性及有效性。结果表明，该方法比传统的优化方法更优越有效。     

脱硫灰返回烧结利用的生产尝试

烧结烟气干法脱硫是目前国内冶金行业常用的脱硫技术,但脱硫产物的处理是一项难题。结合梅钢烧结烟气脱硫的特点,提出将干法脱硫灰作为熔剂返回到采用湿法脱硫工艺的烧结机回收利用的方法。烧结杯试验结果表明,配加一定比例的脱硫灰,烧结矿强度略有增加,冶金性能适度改善,但燃耗和烧结矿中的硫略有增加;工业试验结果表明,烧结配料中加入1.5%脱硫灰替代部分生石灰后,烧结矿转鼓强度没有影响,冶金性能适度改善;烧结矿中硫含量增加0.003%,燃耗有所增加,湿法脱硫烟气中硫含量未超标。干法脱硫灰通过湿法脱硫工艺得到利用,具有良好的社会和经济效益。     

钢铁行业二噁英的形成机理及降解方法研究现状

雾霾天气的日益严重使得国家环保部门更加关注大气污染问题,而造成雾霾天气的大气污染物也越来越被熟知并分类治理。在中国二氧化硫和氮氧化物已经进入治理末端阶段,二噁英的治理还处于一个萌芽阶段。二噁英是迄今为止科研领域发现的无意识副产品中毒性最强的化合物之一,对人体的毒性主要体现在伤害的不可逆。介绍了二噁英的形成机理和降解方法,以及此领域的研究现状。同时结合钢铁行业烧结、电炉炼钢等重点工序的生产现状,找到不同流程中可能产生二噁英的机理,针对不同机理找到对应的降解方法。     

块状烧结钕铁硼废料的氢处理回收技术研究进展

块状烧结钕铁硼废料的主要来源包括烧结钕铁硼机加工过程中形成的边角料和各类报废产品中回收的废料。这种废料基本保持了烧结钕铁硼固有的成分和微结构,如果采用湿法冶金工艺加以回收,不仅工艺过程复杂、回收成本高,而且可能对环境造成污染。对此,不同研究者经过努力开发出了多种短流程、低成本、高效率的块状烧结钕铁硼废料的氢回收技术。本文介绍了利用氢气回收块状钕铁硼烧结废料的原理、工艺流程及当前的研究现状。     

NdFeB增材制造技术的研究现状及应用展望

NdFeB稀土永磁体常用于电机或硬盘驱动器，可将电能转换为机械能，其制备过程复杂，涉及多项加工工序。近年来，增材制造等近终成形制造技术迅猛发展，其加工工序具有短流程特点，可大幅降低材料损失、能源消耗、加工周期和人工成本。冷喷增材制造等工艺可用于生产粘结NdFeB磁体。烧结NdFeB磁体的粉末粒度较小，在与增材制造工艺结合过程中难度较大，选择性激光烧结等熔融增材制造法是比较可行的制备方式。间接3D打印技术把3D打印与粉末冶金的挤出打印工艺结合起来，有望应用于NdFeB磁体制备。     

烧结钕铁硼磁性材料碳足迹核算分析

基于生命周期评价理论对1 kg烧结钕铁硼磁性材料进行碳足迹研究。确定产品碳足迹核算的系统边界,根据产品生命周期清单,建立碳足迹计算模型,核算分析产品各生产阶段的碳足迹,提出减排方案并量化减排效果及减排效益。研究结果表明,生产1 kg烧结钕铁硼磁性材料的碳足迹为52.4087 kgCO_2eq,其中铁矿石采矿阶段是主要贡献阶段;原材料消耗产生的碳排放占产品碳足迹的28.3%,能源消耗占67.7%,其中电力消耗部分贡献了51.45%;不同发电方式下的产品碳足迹差异明显,相比火电,风电与太阳能发电分别使碳足迹降低60.7%和54.3%;风电具有良好的经济效益与环境效益,但太阳能发电由于成本较大,因此不具有经济效益。     

稀土含量对烧结NdFeB磁体磁性能及力学性能的影响

研究了不同稀土含量的烧结NdFeB磁体的磁性能、微观结构和抗弯强度。结果表明,提高稀土含量可提高烧结NdFeB磁体的抗弯强度,同时对烧结NdFeB磁体的矫顽力和退磁曲线方形度有一定的提高作用,但会降低烧结NdFeB磁体的剩磁。SEM微观形貌图像表明,提高稀土含量可有效改善铸片、烧结NdFeB磁体的微观结构,使富稀土相分布更加均匀连续,从而提高烧结NdFeB磁体的抗弯强度和矫顽力。     

湿法冶金的历史、现状和前景

本文评述了湿法冶金在过去和现在所取得的进展。从历史上看,湿法冶金中的各种革新都是近代作出的,是由于采用了电能和特殊结构材料的结果,例如,电能和特殊结构材料的应用导致后来出现了提取与纯化用的各种电解流程以及加压湿法冶金方法。虽然用湿法冶金方法处理各种精矿在能量利用方面是无法与大部分火法冶金方法相竞争的,但是用湿法冶金方法处理低品位矿石则是有着比较明确的作用的,而且,用它来处理复杂的、混合硫化物矿石也是有潜力的。湿法冶金方法与火法冶金方法相结合也可能找到某些特殊的用途。本文介绍了一些可能会导致今后出现新的进展的看法。     

基于LCA方法的铁矿烧结过程环境影响评价

为研究铁矿烧结工序对环境造成的影响,以贵州某钢铁企业烧结厂为研究对象,综合烧结生产过程资源环境的属性特点,采用IMPACT World+影响评价方法选取10个影响类别进行生命周期分析及环境影响评价.以系统稳定运行1 a为功能单位构建烧结生命周期清单,按照清单结果进行LCA分析,识别其环境减排潜力.结果表明:能源消耗、人...     

纳米晶粉末添加对烧结NdFeB矫顽力的影响

以在传统速凝甩带、氢爆破碎工艺下制得的烧结NdFeB粉末为对象,通过添加粒度小于1μm的Dy2O3粉末、DyF3粉末或纳米级镓粉及铝粉,或者上述几种材料的混合粉末制备成烧结永磁体;系统研究了添加不同上述材料对烧结NdFeB永磁晶相结构及主要磁性能指标的影响。结果表明:添加上述纳米级粉末材料后,通过设置相应的制粉及烧结回火工艺可以促使该类材料均匀地富集在边界相当中,改善了原有材料的组织结构,可以大大提升NdFeB永磁材料的内禀矫顽力,从而使得烧结NdFeB磁体的热稳定性得到显著提升。     

改性污泥固体燃料工程示范及生命周期评价

污泥焚烧的优势在于可以迅速及较大程度实现污泥无害化和减量化。基于前期不同物质(矿化垃圾筛上物、木屑、M1脱水剂和煤粉)对污泥脱水性能改善和热值提高的研究,建立含水率75%~85%的原生污泥干化固体燃料示范工程(处理能力1~3 t/d),并对污泥填埋、原污泥干化焚烧以及改性污泥干化焚烧3种方式进行全生命周期评价。结果表明,改性污泥焚烧具有较高的能量输出,但全球变暖及人体毒性指标较高;污泥及矿化垃圾中所含的重金属挥发是造成人体毒性指标较高的主要原因。因此,通过改变焚烧条件或添加剂组分,从而调整重金属的底灰/烟气分配比及完善尾气处理设备是减少人体毒性的必要途径。     

除尘灰水洗对烟气颗粒物组成和二噁英的影响

为研究除尘灰配入烧结对烟气颗粒物组成和二噁英的影响,利用水洗方式对烧结除尘灰进行除杂改性,然后采用烧结杯测定改性前后配入对烧结矿性能的影响,并通过撞击式颗粒物采样器和二噁英采样器对烟气污染物进行采样分析,研究改性前后配入烧结对颗粒物组成碱金属和重金属含量以及烟气二噁英和前驱体物质排放量的影响.结果表明:烧结除尘灰中的K和Cl在水洗除杂改性过程中被有效去除,除杂后的除尘灰配加烧结有助于改善烧结矿粒度组成、减少烟气颗粒物和二噁英排放浓度;K组成在烧结颗粒物排放中占有较高比例,远高于金属Na、Pb和Zn的含量,且在粒度较细的细颗粒物中占比更高,水洗除杂后配入烧结可显著降低烧结配料中的K组成,使得烟气排放的K组成显著降低,进一步降低颗粒物的排放浓度,其中又以1.10~2.10 μm粒度范围的颗粒物和K组成的减排比例最高;烧结原料Cl组成和烧结过程中的有机前驱体氯苯、多氯联苯是烟气二噁英生成的重要诱因,除尘灰水洗在降低Cl组成的同时也显著降低烟气前驱体多氯联苯排放量达40%,有利于降低烟气中二噁英的排放浓度.      

注射成形在NdFeB烧结永磁体中的应用

比较了用快淬法、HDDR法、机械合金化法、和气体雾化法生产NdFeB水磁体的制备方法及其特点，指出采用气体雾化制备的磁粉较适宜于注射成形生产；对注射成形生产烧结NdFeB水磁体时枯结剂、成形及取向、脱脂和烧结工艺参数进行了总结，介绍了热塑性体系和水溶性体系枯结剂在注射NdFeB烧结磁体中的应用；将注射成形和传统模压成型的NdFeB磁体性能进行了对比；在分析现状的基础上，指出了现阶段存在的问题和发展方向。     

湿法冶金——评述和预测

引言去年在美国亚特兰大与112届美国矿冶工程师学会年会联合召开的第3届国际湿法冶金会议之后,在本评述中对湿法冶金将来的方向和湿法冶金在提取冶金中的地位进行评价,似乎甚为恰当。正如M.E.Wadsworth指出的,存在着将湿法冶金与火法冶金     

基于生命周期评价的烧结烟气净化工艺碳足迹分析

钢铁企业烧结烟气具有烟气量大、成分复杂、温室气体含量高的特点,当前对烧结烟气的净化处理仅限于除尘、脱硫、脱硝及脱二噁英等,并未有控制温室气体排放的有效措施。同时,烟气净化系统运行过程中额外带来的温室气体排放不可忽视。本文以我国某钢铁企业550 m~2烧结烟气活性炭同时脱硫脱硝净化工程为研究对象,采用生命周期评价(LCA)方法,核算其全生命周期过程的碳足迹(以CO_(2-eq)计),分析不同阶段对碳足迹的贡献,识别其减碳潜力。结果表明:烧结烟气中的温室气体为活性炭法烟气净化系统碳足迹主要贡献者,占比为80.24%;系统能源消耗对应的能源生产对碳足迹的贡献为17.07%;系统吸附阶段主要消耗物活性炭和液氨生产对碳足迹的贡献为2.61%;解析阶段供热煤气燃烧对碳足迹的贡献为1.70%;副产物的回收利用有效地降低了全生命周期的碳足迹,可抵消碳足迹1.61%,全年减排CO_(2-eq)35 810 t。