Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự phân tách của pha giàu Phosphate trong quá trình đông đặc khác biệt của xỉ BOF
Tóm tắt
Nghiên cứu này đã điều tra hành vi phân tách của pha giàu phosphate (P-rich) từ pha giàu sắt (Fe-rich) trong xỉ sản xuất thép từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp bằng cách sử dụng động lực học chất lỏng tính toán (CFD) nhằm đề xuất một phương pháp tách phù hợp cho pha P-rich. Các thí nghiệm trong chén nung và các mô phỏng CFD tương ứng sử dụng phương pháp enthalpy-porosity đã được thực hiện đầu tiên để xác minh sự khác biệt nồng độ của phosphate trong hai pha. Cả kết quả mô phỏng và thí nghiệm cho thấy nồng độ phosphate ở vùng trên cùng của chén nung sau khi đông đặc đã tăng khoảng 17 đến 18%. Sau đó, các mô phỏng đã được mở rộng lên một nồi xỉ công nghiệp và hố xỉ. Sự đồng thuận hợp lý đã được đạt được với các kết quả đã công bố về nồng độ phosphate và tổng lượng chất lỏng trong nồi xỉ 16 tấn, dưới các điều kiện làm mát thực tế. Các mô phỏng trong hố xỉ 30 tấn với cách nhiệt trong lòng đất cho thấy sự gia tăng khoảng 25% của pha P-rich ở vùng trên cùng (trong khi nồng độ pha Fe-rich ở vùng dưới cùng). Sự phân tách nồng độ của pha P-rich trong xỉ (do sự chuyển giao nhiệt, phân tách vi/macro) gợi ý rằng việc tách phosphate trong nồi xỉ và hố xỉ quy mô công nghiệp - như các hệ thống lô - là khả thi. Các đề xuất cho việc tách trong hoạt động liên tục cũng được thảo luận.
Từ khóa
#pha giàu phosphate #xỉ BOF #động lực học chất lỏng tính toán #đông đặc #tách biệtTài liệu tham khảo
J. O’Connor, T.B.T. Nguyen, T. Honeyands, B. Monaghan, D. O’Dea, J. Rinklebe, A. Vinu, S.A. Hoang, G. Singh, and M. Kirkham: J. Hazard. Mater., 2021, vol. 419, p. 118.
D. Cordell and S. White: Sustainability, 2011, https://doi.org/10.3390/su3102027.
K. Ito, M. Yanagisawa, and N. Sano: Tetsu-to-Hagané, 1982, https://doi.org/10.2355/tetsutohagane1955.68.2_342.
X. Zhang, B. Xie, H. Li, J. Diao, and C. Ji: Ironmak. Steelmaking, 2013, https://doi.org/10.1179/1743281212Y.0000000036.
K. Horii, N. Tsutsumi, Y. Kitano, and T. Kato: Nippon Steel Tech. Rep., 2013, vol. 104, pp. 123–29.
H. Kubo, K. Matsubae-Yokoyama, and T. Nagasaka: ISIJ Int., 2010, vol. 50, pp. 59–64.
Matino, T.A. Branca, E. Alcamisi, V. Colla and L. Romaniello: 3rd Intl Conf on Sustainable Solid Waste Mgmt, TINOS (2015).
R. Pietruck, M. Magnusson, H. Schmid and M. Lindvall: PSP-BOF – Removal of phosphorus from BOF slag. Scanmet V - 5th International Conference on Process Development in Iron and Steelmaking, Lulea-Sweden (2016).
C. Du, X. Gao, S. Ueda, and S. Kitamura: ISIJ Int., 2018, vol. 58, p. 833.
T. Iwama, C.-M. Du, S. Koizumi, X. Gao, S. Ueda, and S.-Y. Kitamura: ISIJ Int., 2019, https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2019-298.
M. Numata, N. Maruoka, S.-J. Kim, and S. Kitamura: ISIJ Int., 2014, https://doi.org/10.2355/isijinternational.54.1983.
T. Nguyen, S. Mitra, G.M. Evans, B.J. Monaghan, P. Zulli, K. Jang, D. O’Dea, and T. Honeyands: ISIJ Int., 2021, https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2020-450.
T. Nguyen, S. Mitra, G.M. Evans, B.J. Monaghan, P. Zulli, K. Jang, D. O’Dea, and T. Honeyands: Metall. Mater. Trans. A, 2021, https://doi.org/10.1007/s11661-021-06428-w.
H. Ono, A. Inagaki, T. Masui, H. Narita, S. Nosaka, T. Mitsuo, and S. Gohda: Trans. Iron Steel Inst. Jpn., 1981, vol. 21, pp. 135–44.
S. Verma and A. Dewan: Metall. Mater. Trans. B, 2014, https://doi.org/10.1007/s11663-014-0039-6.
V.R. Voller and C. Prakash: Int. J. Heat Mass Transf., 1987, vol. 30, p. 1709.
V.R. Voller, A. Brent, and C. Prakash: Int. J. Heat Mass Transf., 1989, vol. 32, pp. 1719–31.
T.T. Nguyen, S. Mitra, V. Pareek, J.B. Joshi, and G.M. Evans: Exp. Thermal Fluid Sci., 2018, https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2018.08.014.
Y. Ukyo and K.S. Goto: Tetsu-to-Hagane, 1982, vol. 68, p. 1981.
P. Ni, M. Ersson, L.T. Jonsson, T.-A. Zhang, and P.G. Jönsson: Metals, 2018, vol. 8, p. 512.
Slag-Atlas: Slag Atlas 2nd Edition, Dusseldorf : Verlag Stahleisen GmbH, cop. 1995. (1995)
T. Hidayat, D. Shishin, S.A. Decterov, and E. Jak: Calphad, 2017, vol. 56, pp. 58–71.
European Commission, Directorate-General for Research and Innovation, Romaniello, L., Drissen, P., Morillion, A., et al., Removal of phosphorus from BOF-slag (PSP-BOF) : final report, Publications Office, (2019). https://doi.org/10.2777/898461