冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的應(yīng)用和發(fā)展

張瑩

摘 要：隨著社會的進(jìn)步，我國煉鐵行業(yè)在各方面都取得了較好的成績，冶金技術(shù)作為煉鐵高爐中較為常見的技術(shù)，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。本文將進(jìn)一步探討冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的應(yīng)用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：冶金技術(shù)；煉鐵高爐；應(yīng)用；發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.035

在市場經(jīng)濟(jì)的帶動下，冶金技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和完善。鋼鐵生產(chǎn)過程中普遍采用的技術(shù)是高爐煉鐵技術(shù)，自從冶金技術(shù)應(yīng)用于高爐煉鐵后，已經(jīng)在很大程度上提高了生產(chǎn)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，下面將對高爐煉鐵中的冶金技術(shù)進(jìn)行簡單介紹，然后探討其在高爐煉鐵中的應(yīng)用，并對其發(fā)展前景進(jìn)行展望。

1 冶金技術(shù)及其應(yīng)用

冶金技術(shù)是一項先進(jìn)的技術(shù)，該技術(shù)主要是指通過從鐵礦石中提取金屬及其化合物，并通過適當(dāng)?shù)募庸し椒▽⑵渲瞥山饘俨牧?。在通常情況下，冶金技術(shù)主要分為以下幾種：

1.1 生物冶金技術(shù)

生物冶金技術(shù)是一項較為常用的技術(shù)，該技術(shù)的部分環(huán)節(jié)是在溶液中進(jìn)行的，且在整個冶金過程中，不需要較高的溫度來進(jìn)行，通過“浸出→凈化→制備金屬”等過程來進(jìn)行冶金。在此過程中，“浸出”過程通常先用溶劑來將礦石進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚饕峭ㄟ^化學(xué)反應(yīng)來提取其中的金屬，對于一些較難浸出的礦石來說，需要在此之前進(jìn)行預(yù)處理，使其成為易浸出的化合物，然后再展開浸出工藝?！皟艋边^程是去除雜質(zhì)的過程，由于一些金屬在浸出的過程中融入了部分雜質(zhì)，因此，需要對其進(jìn)行凈化，提高其純度?！爸苽洹边^程是指通過置換反應(yīng)、還原反應(yīng)等方式從已經(jīng)凈化的液態(tài)中提煉出金屬，達(dá)到冶金的目的[1]。

1.2 火法冶金技術(shù)

火法冶金技術(shù)是指在高溫條件下展開一系列的冶金過程，其主要通過“干燥→焙燒→熔煉→精煉→蒸餾→提取”等高溫過程來促使礦石發(fā)生一些列的物理變化和化學(xué)變化，使其由礦石狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔餇顟B(tài)、單質(zhì)狀態(tài)，達(dá)到去除雜質(zhì)的目的。通常情況下，由于火法冶金所需要的溫度較高，通常通過燃料燃燒來進(jìn)行熱量的供給，同時也可以通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)來進(jìn)行供給。

在應(yīng)用的過程中，上述的每個過程都發(fā)揮著重要作用，下面針對部分環(huán)節(jié)做探討：第一，干燥。該環(huán)節(jié)主要是脫去物料中的水分，并伴隨著部分化學(xué)反應(yīng)。常用的干燥方法有氣流干燥法、圓筒干燥法等，前者是將物料裝入到破碎機(jī)中，通過高溫?zé)釟饬鱽韺⑵浞鬯椴⒊尸F(xiàn)出戶懸浮的狀態(tài)，使其與高溫氣流直接接觸，在幾秒的時間內(nèi)快速干燥，而后者則是通過回轉(zhuǎn)的圓筒干燥窯達(dá)到干燥的目的[2]。第二，焙燒。該環(huán)節(jié)是為下一步環(huán)節(jié)做基礎(chǔ)準(zhǔn)備的環(huán)節(jié)，根據(jù)工藝的不同可以將其分為以下幾種方式：氧化方式、還原方式、鹽化方式、燒結(jié)方式以及揮發(fā)方式，其中氧化焙燒方式和還原焙燒方式是較為常用的方式。第三，精煉。精煉實際上是一個除雜的過程，可以分為兩大類，一是化學(xué)精煉，而是物理精煉。其中，化學(xué)精煉包括氧化精煉、堿性精煉等方式，物理精煉包括精餾精煉、熔析精煉等方式。

1.3 電冶金技術(shù)

電冶金技術(shù)，顧名思義是利用電能來提取礦石中的金屬，在使用的過程中可以分為兩種技術(shù)：一是電化冶金，該種方式是通過電解反應(yīng)來進(jìn)行冶金，根據(jù)反應(yīng)過程中的電解液性質(zhì)的不同，可以將其分為水溶電解方式和熔鹽電解方式。二是電熱冶金，該種方式與火法冶金相似，但是具有加熱速度較快、調(diào)溫較為準(zhǔn)確、達(dá)到溫度較高等特點，在使用的過程中能夠減少金屬的燒損程度，但是這種方式的耗能較多，只能夠在電能充足的情況下才能夠使用并發(fā)揮出優(yōu)勢。電阻——電弧熔煉方式是較為常見的電熱冶金方式，該方式利用電極與爐料之間產(chǎn)生的電阻熱量來熔煉金屬；等離子熔煉方法是一種先進(jìn)的電熱冶金方法，其通過等離子弧來作為熱源進(jìn)行冶金，具有溫度高、反應(yīng)快等特點。

2 冶金技術(shù)的未來發(fā)展

2.1 向著“低焦煤、無污染”的方向發(fā)展

在現(xiàn)階段的發(fā)展計劃中，我國提倡各個行業(yè)向著“綠色”的方向發(fā)展，也就意味著冶金技術(shù)也需要向著“綠色”的方向發(fā)展。因此，需要通過以下方式來呼應(yīng)我國“綠色”發(fā)展理念：第一，隨著科技的發(fā)展不斷改革和創(chuàng)新高爐煉鐵反應(yīng)技術(shù)，通過尋找新技術(shù)和能源，改變現(xiàn)階段的一些技術(shù)來適當(dāng)提高實際反應(yīng)效率，比如：通過改變礦、焦的比例來提高反應(yīng)效率；通過加入新型的催化劑來提高反應(yīng)效率；通過對溫度進(jìn)行有效控制來提高反應(yīng)效率等方式。第二，在發(fā)展中不斷優(yōu)化煉焦配煤系統(tǒng)，并通過適當(dāng)?shù)难芯縼碓O(shè)計符合實際冶煉需求的配煤方案，不斷優(yōu)化配煤比例，以降低整個冶金過程對煤焦的依賴性，同時也能夠達(dá)到降低碳排放量的目的，在最大程度上保護(hù)周圍生態(tài)環(huán)境。第三，加大力度研究綠色冶金技術(shù)，降低生產(chǎn)過程中的污染排放量，向著無污染生產(chǎn)的方向發(fā)展，為冶金行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)[3]。

2.2 向著“可再生、新能源”的方向發(fā)展

隨著科技的發(fā)展，新技術(shù)和新能源已經(jīng)逐漸在各個行業(yè)中得到應(yīng)用，且在未來的發(fā)展中，將會有更多的可再生能源、高科技技術(shù)被研究出來。第一，就現(xiàn)階段而言，可以通過碳?xì)浠衔飳ΦV石進(jìn)行低溫還原處理，該方式不僅能夠提高整個冶金過程的透氣性，同時也能夠降低化合物的排放量，以便能夠在最大限度上提高高爐煉鐵的實際效率，包括提煉效率和能量利用效率。第二，有效利用氫能源，通過氫聚變或是裂變產(chǎn)生的熱量來代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的焦煤，這樣可以降低焦煤的使用量，降低環(huán)境的污染。目前，氫能源的使用正在研究的初步階段，還沒有在各個行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，且在未來的發(fā)展中，氫能源將會作為清潔能源在各個行業(yè)中應(yīng)用[4]。

總之，隨著科技的發(fā)展，冶金技術(shù)將會越來越完善，但是其整體發(fā)展水平與西方發(fā)達(dá)國家還存在著一定差距，因此，需要我國相關(guān)研究人員能夠致力于冶金技術(shù)的研究，使用新能源和新技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上污染較大的技術(shù)，推動冶金行業(yè)的發(fā)展，以帶動我國社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊連闊.分析冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的應(yīng)用以及發(fā)展情況[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（20）：24.

[2]吳家江，李廣，李濤.煉鐵高爐冶金技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].化工設(shè)計通訊，2016，42（10）：41-42.

[3]張海平.煉鐵高爐冶金技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，

2015（21）：109.

[4]杜二冬.冶金技術(shù)在煉鐵高爐中的應(yīng)用和發(fā)展[J].山西冶金，2011

，34（04）：80-81.endprint