الخبث المعدني (24 صورة): ما هو في علم المعادن؟ تكوين الخبث المعدني والكثافة ، ميزات الإنتاج ، الاستخدام للطريق والمزيد

2024 مؤلف: Beatrice Philips | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-18 12:03

يستخدم الخبث المعدني كفراش للطرق وفي مجالات النشاط الأخرى. تكوينها وكثافتها ، ميزات الإنتاج ذات أهمية خاصة للصناعة. يجدر التحدث بمزيد من التفصيل حول ما هو في علم المعادن ، وكيف يتم استخدامه.

ما هذا؟

هناك العديد من المنتجات الثانوية المتبقية من صهر المعادن الحديدية وغير الحديدية. الخبث هو منتج النفايات الرئيسي. إنه منتج تسوس للركاز ، يمكن أن يكون له تركيبة غير متجانسة ، وخصائص وخصائص مختلفة. يتم الحصول على الخبث المعدني على قدم المساواة مع الرماد المتبقي بعد صهر الفولاذ والحديد الخام . يظل قيد الإنتاج بعد المعالجة ، ويتطلب التخلص منه لاحقًا أو إعادة استخدامه كمادة مستقلة.

الخبث المعدني هو نتاج معالجة درجات حرارة عالية . هذه نفايات من نوع السيليكات ذات هيكل متعدد المكونات. لفترة طويلة ، تم التخلص من الخبث ببساطة ، ولم يكن ذلك ذا أهمية خاصة. تغير كل شيء في النصف الثاني من القرن العشرين. منذ تلك اللحظة فصاعدًا ، بدأ استخدام نفايات التعدين بنشاط في البناء والصناعة الزراعية وعند مد شبكات الطرق.

التكوين والخصائص

تكوين الخبث المعدني غير موحد. في الواقع ، إنها سبيكة كيميائية من الأكاسيد ، تشغل من 90 إلى 95٪ من الحجم. الباقي هو الكبريتيدات والكبريتات ومركبات الهالوجين. اعتمادًا على محتوى الأكاسيد ، يتم تقسيم الخبث إلى قاعدي (حتى 1٪) ، أحادي سيليكات (1٪) ، ثنائي سيليكات (2٪) ، حمضي (حتى 3٪).

دعنا نسرد بقية الخصائص

1. الثقل النوعي للمكعب . إنه 0.7-1.9 طن لمنتج سائب ، ولمنتج مقطوع - 0.7-2.9 طن.
2. فئة الخطر . تم إنشاء الدرجة الرابعة لجميع الخبث المعدني. هذا يعني أن النفايات المعدنية ضارة بالبيئة وتتطلب التخلص منها وإعادة تدويرها بشكل صحيح.
3. كثافة . يتراوح أدائها من 750 إلى 1100 كجم / م 3.
4. انتاج 1 طن من المعدن . بالنسبة للمعادن الحديدية ، يتراوح من 100 إلى 700 كجم. يتضمن الإنتاج الحديث استخدام عمليات صهر المعادن المختلفة. في الفرن العالي ، المتوسط هو 80 كجم / طن ، في فرن الموقد المفتوح - حوالي 30 كجم / طن ، مع تقنية المحول - لا يتجاوز 18 كجم / طن. تنتج المعادن غير الحديدية ما يصل إلى 200 طن من الخبث لكل 1 طن من المعدن.

تؤخذ كل هذه المؤشرات في الاعتبار عند زيادة استخدام النفايات من صناعة التعدين.

ميزات الإنتاج

وفقًا لطريقة الإنتاج ، يتم تقسيم الخبث في علم المعادن إلى عدة مجموعات. في المصنع ، تتم معالجة النفايات بالتزامن مع العمليات الأخرى. على سبيل المثال ، يتم فصل الخبث المحول في صناعة الصلب في عملية نفخ المعادن الحديدية المنصهرة. يتم أكسدة جميع الشوائب الأجنبية ثم إزالتها.

عند صهر المعادن الحديدية ، يتم استخدام طريقة القبة السائدة . هذه أفران من النوع المحوري تستخدم في الأصل في إنتاج الحديد الزهر. تتميز هذه الطريقة بكفاءة عالية ، على عكس معالجة فرن الانفجار ، فهي لا تغير التركيب الكيميائي للسبيكة. ينزل الخبث من خلال فتحة صنبور خاصة.

تستخدم أنواع أخرى من الأفران لصهر المعادن غير الحديدية. تتم معالجة الخبث الناتج ، المغطى بفيلم ، بطريقة خاصة.

لتحقيق أقصى استخلاص كامل للمواد القيمة من المواد ، يساعد استنفادها بالكلور أو الطرد المركزي أو العمل الكهربائي.

على الرغم من تحسن التقنيات ، فإن الطريقة الرئيسية للحصول على الخبث في علم المعادن الحديدية هي عملية صهر المعادن في فرن صهر أو فرن مفتوح .في هذه الحالة ، يتم جمع النفايات نتيجة لانخفاض الثقل النوعي. يطفو الخبث فوق سطح الحديد الزهر ويتم إزالته من خلال ثقب خاص. مع طريقة صهر الموقد المفتوح ، تتراكم النفايات أيضًا فوق الكتلة السائلة الفولاذية ، وجمعها ليس بالأمر الصعب.

الآراء

يعتمد التصنيف الرئيسي للخبث المعدني على طرق إنتاجه وتكوينه. إنهم هم الذين يحددون ماهية الاستخدام الإضافي للمادة. يميز التقسيم الأساسي بين نفايات المعادن الحديدية وغير الحديدية . المجموعة الثانية ليست كثيرة جدًا ، وتحتوي على كمية كبيرة من أكاسيد الحديد مع شوائب من الكالسيوم والمغنيسيوم ، كما توجد شوائب أكثر قيمة في التركيبة.

الوزن المحدد لهذه النفايات أعلى بكثير ، فهي تتطلب نضوبًا إضافيًا.

مجموعات الخبث التي يتم الحصول عليها في إنتاج المعادن الحديدية أكثر تنوعًا. وهي مقسمة إلى 4 أنواع.

1. سبائك معدنية .تشكلت أثناء تصنيع السبائك المقابلة. بالإضافة إلى الحديد ، تحتوي هذه الخبث على السيليكون والمنغنيز والكروم وأنواع أخرى من الشوائب.
2. قبة .يتم الحصول عليها بصهر الحديد الزهر في القباب - أفران خاصة. وهي تتكون من منتجات التدفق المتشكل وفحم الكوك والحرق والرماد وأكسدة المعادن. تصل نسبة الأكاسيد فيها إلى 90٪. المنتج الناتج له حموضة أعلى من 3 ٪ ، يطلق المعادن وجزيئات زجاجية من الألومنيوم والسيليكون.
3. صناعة الصلب .يتم الحصول عليها عن طريق الصهر المفتوح للصلب ، بغض النظر عن نوع الوحدة. هذه أكاسيد منخفضة الكثافة وخالية من المركبات المتطايرة ، وغالبًا ما تحتوي على نسبة كبيرة من الملوثات. يتميز هذا النوع من الخبث باحتوائه على نسبة عالية من منتجات أكسدة الحديد والمنغنيز.
4. اختصاص . النوع الأكثر شيوعًا له هيكل سيليكات أو ألومينوسيليكات. اعتمادًا على التركيب الكيميائي ، عند التبريد ، يكتسب الخبث هيكلًا صخريًا ، يتم الحصول منه لاحقًا على الحجر المكسر أو مواد بناء أخرى ، ولكن يمكن أيضًا أن يتفتت إلى مسحوق. لتحديد الغرض اللاحق للمادة ، يتم استخدام نظام خاص لمراقبة الجودة.

وفقًا لتكوينها ، يتم تقسيم خبث المعادن الحديدية بعد التبريد إلى صخور متحللة وغير متحللة . المجموعة الثانية تأخذ شكل التكوينات الصخرية. عادة ما يتم تقسيم المتغيرات المتحللة إلى فئات وفقًا لتركيبها المعدني.

الخيارات الأكثر شيوعًا هي:

• سيليكات - عند إعادة تدويرها ، تتفكك إلى جزيئات مسحوقية دقيقة ؛
• كلسي - سحق إلى فتات بأحجام مختلفة ؛
• المنغنيز - يذوب في بيئة رطبة ؛
• حديدية - عرضة للتشقق تحت تأثير الرطوبة.

تستخدم الخبث ، التي لا تتحلل تحت تأثير البيئة الخارجية ، كأساس لإنتاج الحجر المكسر وأنواع أخرى من أحجار البناء . اعتمادًا على طريقة المعالجة ، يتم تبريدها وسحقها بطريقة شبه جافة في براميل خاصة أو إخضاعها لتأثير "رطب" لنفث ماء قوي.

في هذه الحالة ، يتم سحق المادة فورًا أثناء مغادرة الفرن العالي ، ثم يتم نفخها فقط للتجفيف والتبريد النهائي.

نطاق التطبيق

يعتبر الخبث المحبب - النفايات الناتجة عن صهر المعادن الحديدية في أفران الصهر - أكثر الوسائل التي يمكن الوصول إليها لمزيد من المعالجة. لا يمكن المبالغة في تقدير دورهم في صناعة البناء. المادة مصدر للحجر المكسر - أرخص من الحجر الطبيعي. يتم استخدام المنتج النهائي:

• لبناء الطرق - مثل الفراش ؛
• في إنتاج منتجات الخرسانة.
• في الزراعة ، كمصرف للتربة ؛
• في صناعة الخرسانة ، ككل.

تتم إضافة الخبث المتحصل عليه في إنتاج السبائك الحديدية وفي إنتاج الصلب إلى الأسمنت على شكل شوائب مساحيق . يكتسب هذا التركيب مقاومة كيميائية متزايدة. بالاشتراك مع كلنكر الأسمنت البورتلاندي ، من الممكن زيادة تحسين الخواص الفيزيائية للمادة. يتم استخدام الخبث الحبيبي الممزوج بزجاج الماء أو الصودا في تصنيع الخلائط الخرسانية القادرة على التصلب في درجات حرارة منخفضة.

عند صب الخبث ، يمكنك الحصول على المنتجات النهائية: ألواح الرصف والقيود ، وأغطية الأرضيات الداخلية . تسمح لك هذه الطريقة أيضًا بإنشاء أنابيب وتركيبات لها ، زخرفة الواجهة. يتم تقليل تكاليف الإنتاج بشكل كبير ، ومن حيث خصائصها ، فإن المواد النهائية ليست أدنى من نظيراتها التقليدية المصنوعة من المعدن أو الخرسانة المسلحة. يتم الصب عن طريق صب الخبث المصهور.

يمكن الحصول على الصوف المعدني من الأفران اللزجة ، وصهر الفولاذ ، والمواد الخام للقبة . لهذا ، يتم إرسال التركيبة المسخنة إلى الحالة السائلة إلى آلات الرسم لتشكيل الألياف.

يمكن أن تكون الألواح التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة صلبة جدًا أو ناعمة إلى حد ما ، ولها بنية مرنة وكثيفة. بسبب البوليمرات الاصطناعية والمواد الرابطة البيتومينية ، فإنها تحتفظ بخصائصها لفترة طويلة.