معدات فرن كهربائي لمعالجة مخلفات الصناعة

الوظائف الأساسية

• استعادة المعادن الثمينة: استخلاص المعادن المستهدفة (مثل الحديد والنحاس والرصاص والزنك والعناصر الأرضية النادرة) من المخلفات عن طريق الاختزال أو الصهر في درجات حرارة عالية.
• التثبيت غير الضار: تثبيت المعادن الثقيلة (مثل الكادميوم والزرنيخ والكروم) في الخبث الزجاجي عن طريق الصهر، مما يمنع التسرب والتلوث البيئي.
• تحويل الموارد: تحويل المخلفات إلى مواد قابلة لإعادة الاستخدام مثل الركام الخبثي أو كلنكر الأسمنت أو المواد الخام للسيراميك.
• تقليل الحجم: يقلل حجم المخلفات بنسبة 60 إلى 80٪ عن طريق الصهر والتصلب، مما يخفف ضغط التخزين.

المبادئ الفنية الرئيسية

• يعمل عند 1400–1800 درجة مئوية باستخدام طرق التسخين الكهربائي مثل القوس الكهربائي أو المقاومة أو الحث.
• يتم خلط المخلفات مع التدفقات (الجير والسيليكا والفلوريت) والعوامل المختزلة (مسحوق فحم الكوك وغبار الفحم) قبل دخول الفرن.
• في درجات الحرارة المرتفعة:
  • تتحلل الملوثات العضوية بالتحلل الحراري.
  • تختزل أكاسيد المعادن إلى معادن أو سبائك عنصرية، والتي تستقر وتنفصل عن الخبث.
  • تشكل المكونات غير العضوية خبثًا زجاجيًا مستقرًا وغير سام بعد التبريد.

أنواع المعدات الشائعة والخصائص

عمليات التطبيق النموذجية

1. المعالجة المسبقة: يتم سحق المخلفات وتجفيفها وفرزها لإزالة الشوائب الكبيرة وضبط محتوى الرطوبة (≤5٪).
2. الخلط والخلط: يتم خلط المخلفات مع التدفقات والعوامل المختزلة بنسبة معينة لتحسين ظروف الصهر.
3. الصهر الكهربائي: يتم تغذية الخليط في الفرن الكهربائي للتفاعل في درجة حرارة عالية (وقت الاحتجاز 2–6 ساعات).
4. الفصل والاستعادة: يتم سحب المعادن المنصهرة بشكل منفصل للتكرير؛ يتم تبريد الخبث وسحقه إلى مواد بناء.
5. معالجة الغاز: يتم تنقية غاز المداخن عن طريق إزالة الغبار وإزالة الكبريت وإزالة النتروجين قبل التفريغ.

المزايا الأساسية وسيناريوهات التطبيق

المزايا

• القدرة على التكيف القوية: يعالج المخلفات ذات المكونات المعقدة أو الدرجات المعدنية المنخفضة أو المحتوى المائي المرتفع.
• معدل استخدام الموارد المرتفع: يصل معدل استعادة المعادن إلى 70–95٪ (يختلف حسب نوع المخلفات)، ويتجاوز معدل استخدام الخبث 90٪.
• صديق للبيئة: تلبي المعالجة غير الضارة معايير الانبعاثات الوطنية، مما يقلل من شغل الأراضي ومخاطر التلوث.

سيناريوهات التطبيق النموذجية

• مخلفات خام الحديد: استعادة مركزات الحديد وإنتاج الركام الخبثي لبناء الطرق.
• مخلفات المعادن غير الحديدية (النحاس والرصاص والزنك): استخلاص المعادن المستهدفة وتحويل الخبث إلى إضافات أسمنتية.
• مخلفات العناصر الأرضية النادرة: استعادة عناصر الأرض النادرة وتثبيت المواد المشعة.
• نفايات الفحم (مخلفات تعدين الفحم): توليد الكهرباء عن طريق الاحتراق وإنتاج طوب نفايات الفحم من الخبث.