पुनर्नवीनीकरण स्टील्स की मिश्र धातु सामग्री को कैसे अलग किया जा सकता है?


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जैसा कि मुझे पता है, वर्तमान में संसाधित स्टील्स (इसका लगभग आधा) का एक बहुत ही हिस्सा रीसाइक्लिंग से आ रहा है।

लेकिन रीसाइक्लिंग प्रक्रिया में आने वाले स्टील्स के दौरान सामान्य रूप से विभिन्न स्रोतों से आ रहे हैं, और इस प्रकार वे बहुत अलग मिश्र धातु सामग्री से युक्त हैं।

लेकिन पुनर्संगठित इस्पात का उत्पादन स्टील होना चाहिए जिसमें निर्दिष्ट अनुपात में मिश्र धातु हो।

पुनर्नवीनीकरण स्टील के पिछले मिश्र धातुओं के "पृथक्करण", या "हटाने" के कुछ प्रकार होते हैं? और यदि हाँ, तो यह कैसे काम करता है?


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" निर्दिष्ट अनुपात में बिल्कुल मिश्र युक्त ।" इंजीनियरिंग में केवल सहिष्णुता सटीक होती है - सभी शेष केवल सहिष्णुता के लिए सटीक होते हैं, और इसलिए, खराब गुणवत्ता वाले स्टील्स के लिए इन अनुपातों के लिए सहनशीलता काफी क्षमाशील होती है।
एसएफ।

धातु विज्ञान में, विशेष रूप से मानक ग्रेड के लिए मिश्र धातु तत्वों को काफी उदार श्रेणी (सहनशीलता) दी जाती है। उदाहरण के लिए, AISI 1018 ग्रेड स्टील, जो मुख्य रूप से एक सादे-कार्बन स्टील है, जिसमें 0.18% w / w कार्बन है, 0.14-0.20% w / w की सीमा में कार्बन हो सकता है, और 0.6-0% की सीमा में Mn हो सकता है। w / w। कारण यह है कि मिश्र धातु के लुप्त होने के कारण सटीकता और गति के बीच एक व्यापार-बंद है, और फाउंड्री के फर्श पर गति करने के लिए सटीक खो देता है।
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जवाबों:


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यह सही है, कई अवांछित, या ट्रैम्प, धातु (Cu, Sn, Sb, As) हैं, जो कि पुनरावर्तन धारा में प्रवेश करते हैं, उदाहरण के लिए, कार बॉडी जो सभी तांबे की तारों, या टिन को हटाने के बिना स्क्रैप में जमीन पर हैं। -अच्छे स्टील के डिब्बे। एंटीमनी और आर्सेनिक निम्न-गुणवत्ता और कम लागत वाले प्राथमिक लौह स्रोतों से रेंगते हैं।

सवाल का जवाब नहीं है। पुनर्नवीनीकरण स्टील को विभिन्न स्रोतों से समान रूप से संभव के रूप में मिलाया जाता है, इसकी संरचना को मापा जाता है, और फिर शुद्ध लोहे को जोड़ दिया जाता है, जैसा कि पुनर्विक्रय या आगे के प्रसंस्करण के लिए ट्रैप धातुओं को पतला करने के लिए आवश्यक होता है, जैसे कि एक विशिष्ट उत्पाद के लिए एक विशिष्ट स्टील ग्रेड मिलना। या आवेदन। स्टेनलेस स्टील्स और अन्य उच्च मिश्र धातु ग्रेड जिन्हें रीसाइक्लिंग के समय जाना जाता है, उन्हें नी, सीआर, आदि के मूल्य के कारण अलग से संसाधित किया जाता है।

वर्तमान में ट्रम्प तत्वों को हटाने के लिए लोहे को पुनर्संयोजित करना असंवैधानिक है, और इसलिए यह बिल्कुल नहीं किया जाता है। दो पुस्तकें एक नियमित और किफायती प्रक्रिया के रूप में उल्लेख करती हैं: ( खनिज, धातु और स्थिरता: भविष्य की सामग्री की जरूरतें पूरी करना , पृष्ठ 284, "कमजोर पड़ना") और ( इस्पात उत्पादन: प्रक्रियाएं, उत्पाद और उत्पाद)।, पी पर शुरू। 104, जब तक यह प्रासंगिक नहीं है तब तक पढ़ें)। इसका कारण यह है कि यह असंवैधानिक है कि ट्रम्प तत्व लगातार तापमान पर लोहे की तुलना में ऑक्सीजन के साथ अधिक कमजोर प्रतिक्रिया करते हैं, इसलिए ऑक्सीकरण द्वारा उन्हें हटाने के लिए पहले लोहे के सभी ऑक्सीकरण की आवश्यकता होगी। इसका कारण थर्मोडायनामिक है, और इस तथ्य पर भविष्यवाणी की गई है कि प्रतिस्पर्धात्मक प्रतिक्रियाओं के बीच, मुक्त ऊर्जा में सबसे बड़ी कमी के साथ लगभग अन्य प्रतिक्रियाओं से पहले पूरा होने के लिए आगे बढ़ते हैं, यहां तक ​​कि शुरू करने से पहले विशेष रूप से प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रियाओं के बीच मुक्त ऊर्जा में बड़े अंतर के साथ। यह निर्धारित करने के लिए कि कौन सी प्रतिक्रियाएं सबसे कम हो जाती हैं, एक एलिंगहम आरेख का उपयोग किया जा सकता है।

नीचे एलिंघम आरेख में, क्षैतिज अक्ष तापमान है, ऊर्ध्वाधर अक्ष गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन है। विभिन्न कोणों पर आरेख के पार चलने वाली रेखाएं तापमान के एक समारोह के रूप में, ऑक्सीजन के साथ तत्व ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के कारण मुक्त ऊर्जा परिवर्तन के अनुरूप हैं। हमारे मामले में, आरेख को ब्याज का तापमान चुनकर पढ़ा जा सकता है, और ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए पहला तत्व खोजने के लिए नीचे से ऊपर पढ़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि हमारे पास Fe, Mn, Sn, और Cu के साथ स्टील है, तो हम देख सकते हैं कि 1000K पर फिर Mn, Fe (FeO से), Sn और Cu सबसे बड़ी से छोटी ऊर्जा में मुक्त ऊर्जा का क्रम है।

दी गई है, ब्याज का तापमान 1900 k (लोहे के पिघलने बिंदु के ऊपर) के करीब है, लेकिन प्रत्येक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन समारोह के सामान्य रुझान चित्र पर दाईं ओर जारी रहते हैं और लोहे के नीचे tramp तत्वों Cu, Sn, As के रूप में रहता है। व्यावहारिक तापमान पर एसबी, और उनके संबंधित क्वथनांक की संभावना। नतीजतन, Fe से ट्रैंप को हटाने से पहले लोहे के सभी प्रभावी ढंग से ऑक्सीकरण की आवश्यकता होगी। और क्योंकि Sn, Sb, As और Cu लोहे में थोड़े घुलनशील होते हैं, इसलिए उन्हें रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से पृथक्करण की आवश्यकता होती है।

एलिंगम आरेख।

एक लोहे के साथ अपने चरण आरेखों से ट्रैंप की घुलनशीलता देख सकता है, जिनमें से मैंने नीचे Sb-Fe पोस्ट किया है। आरेख में रचना के विरुद्ध तापमान होता है, जिसमें प्रत्येक सन्निहित 2D क्षेत्र या तो एक चरण से बना होता है, या दो चरणों में इसके बाएँ और दाएँ का मिश्रण होता है, जो तापमान और संरचना के संयोजन में संतुलन में होते हैं। नीचे बाईं ओर हम देखते हैं कि थोड़ी मात्रा में एसबी और कमरे के तापमान के लिए, एक सन्निहित क्षेत्र है जो इस मामले में एकल चरण या अल्फा-फे (जिस तरह से हम परिचित हैं) को दर्शाता है। क्योंकि एसबी मौजूद है, और यह एक ही चरण में है, इसे लोहे में भंग किया जाना चाहिए। एक ही सत्य है, अलग-अलग गंभीरता के साथ, दूसरे ट्रम्प की।

फे-एसबी चरण आरेख।
(स्रोत: himikatus.ru )

जैसा कि क्रिस एच ने टिप्पणी की, एक सवाल यह भी है कि अन्य मिश्र धातु तत्वों को कब नियंत्रित किया जाता है। आमतौर पर मिश्र धातु जोड़ को मिश्र धातु हानि को कम करने के लिए, जमने के करीब के रूप में नियंत्रित किया जाता है।

स्क्रैप को इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस में थोक में पिघलाया जाता है। यदि स्क्रैप स्ट्रीम को पर्याप्त रूप से मिश्रित किया जाता है, तो पिछले उपयोग के आधार पर ट्रम्प एकाग्रता का अनुमान लगाया जा सकता है और अनुमान को क्षतिपूर्ति करने के लिए रसायन विज्ञान विश्लेषण से पहले प्राथमिक लोहे को जोड़ा जाता है। तब बल्क को पिघलाया जाता है, एलिंगहैम आरेख के तल पर तत्वों के अतिरिक्त के माध्यम से ऑक्सीजन को हटा दिया जाता है, विशेष रूप से सीए और अल, और पिघला हुआ धातु को एक या एक से अधिक उच्च अछूता कर दिया जाता है। सीए और अल कम घनत्व वाले ऑक्साइड स्लैग बनाने के लिए पिघले हुए ऑक्सीजन में तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं जो तैरता है और यंत्रवत् हटा दिया जाता है। इस प्रक्रिया के बाद रसायन विज्ञान लिया जाता है, और अगर ट्रम्प को पर्याप्त रूप से पतला किया जाता है, तो धातु को लैडल्स में स्थानांतरित कर दिया जाता है। यदि नहीं, तो पिघल को पतला करने के लिए पर्याप्त प्राथमिक लोहा मिलाया जाता है।

एक बार करछुल में, अतिरिक्त मिश्र धातु तत्व जोड़े जाते हैं। उन्हें एलिंगहैम आरेख के कारण पहले नहीं जोड़ा गया है: एमएन, मो, सीआर, वी, सी, आदि सहित अधिकांश मिश्र धातु तत्वों में फ़े की तुलना में अधिक मुफ्त ऊर्जा हानि होती है, और इसलिए पहले प्रतिक्रिया करते हैं। दूसरे शब्दों में, वे मिटते हैं। महंगे मिश्र धातु के अलावा लुप्त होती से बचने के लिए, उन्हें यथासंभव ठोसकरण प्रक्रिया के करीब जोड़ा जाता है। इसके अतिरिक्त, पहले अल और सीए का उपयोग करके ऑक्सीजन को हटाकर, अधिक महंगा मिश्र धातु तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए लोहे में भंग ऑक्सीजन कम है। एक बार करछुल में, बहुत कम तरल-वायुमंडल इंटरफ़ेस अशांति है, इसलिए तरल लोहे में नए ऑक्सीजन का प्रसार अपेक्षाकृत धीमा है। बेशक अभी भी एक समय सीमा है, और बहुत लंबे समय के लिए एक सीढ़ी रखने से मिश्र धातु लुप्त होती होगी। मिश्र धातु जोड़ के बाद, रसायन शास्त्र की जांच की जाती है, और फिर सीढ़ी को डाला जाता है।

स्रोतों को जोड़ने का संपादन किया। मिश्र धातु नियंत्रण की चर्चा को संपादित करने के लिए।


मैं मानूंगा, और आप पुष्टि करने में सक्षम हो सकते हैं कि लोहे को जोड़ने के साथ-साथ अन्य प्रमुख मिश्र धातु तत्वों को लगभग एक ही प्रक्रिया बिंदु पर नियंत्रित किया जाएगा - निश्चित रूप से कार्बन को नियंत्रित करना होगा।
क्रिस एच

एक फाउंड्री हो सकती है, ट्रम्प धातुओं की सांद्रता की जांच करने के बाद, कभी-कभी उन मिश्र धातुओं का चयन करें जो उनका उपयोग कर सकते हैं, या फाउंड्री आमतौर पर तय करते हैं कि स्क्रैप को पिघलाने से पहले क्या मिश्र धातु का उत्पादन करना है, और फिर पूर्व-चयनित उपज के लिए जो कुछ भी आवश्यक है उसे जोड़ें। निर्दिष्ट सहिष्णुता के भीतर मिश्र धातु?
सुपरकैट

अच्छा सवाल है कि मेरे पास एक निश्चित जवाब नहीं है। मुझे लगता है कि अधिकांश ढलाई की प्रक्रिया को निष्पादित करने से पहले एक मिश्र धातु डिजाइन होगा। मुझे भी लगता है कि उनके संबंधित सहनशीलता से ऊपर कुछ ट्रम्प धातुएं संरचनात्मक अनुप्रयोगों में अस्वीकार्य हैं क्योंकि वे आवश्यक स्तरों से नीचे यांत्रिक गुणों को कम करते हैं। क्योंकि फाउंड्री को आवश्यक रूप से बिलेट्स आदि के अंतिम आवेदन नहीं पता हैं, फिर ग्राहक को अपनी जरूरत के अनुसार मिश्र धातु का चयन करना होगा। यदि एक ग्राहक ने कहा कि ट्रम्प धातुएं ठीक हैं, तो यह संभव हो सकता है, यह संदूषण के जोखिम पर निर्भर करता है।
wwarriner

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मेरे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए, घटकों के ऐसे पृथक्करण का प्रयास नहीं किया जाता है।

मेरा एक दोस्त है जो एक समय में Coatesville, PA में Lukens Steel के लिए काम करता था। उनका काम कंप्यूटर सॉफ्टवेयर लिखना था जो सभी स्क्रैप स्टील की संरचना का ट्रैक रखता था जो उनके यार्ड में था और किसी भी नए पिघलने के लिए किस प्रकार के स्क्रैप का सही अनुपात के साथ आना था। जाहिर है, इसका तात्पर्य है कि उन्होंने आने वाले सभी स्क्रैप का काफी व्यापक विश्लेषण किया और अलग-अलग ढेर में समान मिश्र धातुओं को छांटा।


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डेविड ट्वीड और स्टारराइज के साथ समझौता करने के लिए, व्यक्तिगत धातुओं को अलग-अलग धातुओं में अलॉय करना अलग है।

ऐसा करने के लिए सबसे पहले मिश्र धातुओं को कुचलने की आवश्यकता होती है और मिश्र धातुओं के भीतर क्रिस्टल के दानों के आकार के लिए जमीन होती है। फिर खनिज / क्रिस्टल चयन प्रक्रिया के कुछ रूप को अवांछित से अलग करने और अलग करने के लिए तैयार करने की आवश्यकता होगी, जैसे कि: झाग प्लवनशीलता; शायद भारी मीडिया; संभवतः गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण विधियाँ जैसे हिलती हुई मेज या सर्पिल (लेकिन मुझे संदेह है कि ये सफल होंगे क्योंकि गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण विधियाँ महत्वपूर्ण घनत्व और भार के अंतर पर निर्भर करती हैं); हालांकि, खनिज रेत उद्योग में प्रयुक्त चुंबकीय पृथक्करण कुछ मिश्र धातुओं के लिए एक विकल्प हो सकता है। इसके बाद भी, हमेशा एक अपशिष्ट या टेलिंग डिवीजन होगा जहां डंप में वास्तव में कठिन मिश्र धातु क्रिस्टल एकत्र किए जाएंगे।

कुचलने, पीसने और अलग करने में सभी पैसे खर्च होते हैं। इन लागतों और मुनाफे को स्टील धातुओं से अलग-अलग धातुओं में पुनर्नवीनीकरण किया जाना है।

फरवरी 2015 की शुरुआत में, धातुओं के चयन का मूल्य है:

  • सोना USD 1233.30 प्रति औंस, USD 39.6515 प्रति g या USD 39 651 510.84 प्रति टन (हाँ, 39.651 मिलियन डॉलर प्रति टन)
  • प्लेटिनम USD 1220 प्रति औंस या USD 39 223 905.97 प्रति टन (39.2239 M $ / t)

  • चांदी USD 16.68 प्रति औंस या USD 536 274.38 प्रति टन (0.536 274 M $ / t)

  • कोबाल्ट USD 29 500 प्रति टन
  • निकेल USD 14 965 प्रति टन
  • लीड USD 1850 प्रति टन
  • स्टील बिलेट 500 डालर प्रति टन

उपयुक्त रूप से नामित कीमती धातुओं, एयू, पं और एजी के लिए, कीमत का स्रोत Kitco था । बेस मेटल्स, Co, Ni, Pb और स्टील बिलेट के लिए मूल्य स्रोत LME था ।

वर्तमान में इंडेक्स मुंडी और वाई चार्ट्स के अनुसार लौह अयस्क लगभग 65 डालर प्रति टन के हिसाब से बिक रहा है । यह औसत ग्रेड 60 फीसदी लोहे के लिए है। रियो टिंटो , BHP-Billiton & Vale द्वारा संचालित ऑस्ट्रेलिया और ब्राज़ील में खुली लोहे की खदानें उस कीमत पर लौह अयस्क का उत्पादन करने में काफी खुश हैं। एलकेएबी उसी तरह स्वीडन में किरुना भूमिगत खदान से मैग्नेटाइट लौह अयस्क का उत्पादन करने के लिए खुश है।

2015 में Macrobusiness में लौह अयस्क की कीमतें 30 टन प्रति टन तक जाने की संभावना के बारे में एक लेख है।

कीमतों पर 0.536 से 39.6 मिलियन डॉलर प्रति टन यह देखना आसान है कि कीमती धातुओं को क्यों पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। लेकिन स्टील बिलेट के लिए यूएसडी 500 डॉलर प्रति टन और लौह अयस्क के लिए 65 डॉलर प्रति टन स्टील मिश्र धातुओं को अलग करने के लिए कोई प्रोत्साहन नहीं है।


निकेल और स्टील के बीच की कीमत में अंतर को देखते हुए, आपके विश्लेषण ने मिश्र धातु तत्वों को निकालने के लिए आर्थिक मामले को खारिज नहीं किया है - हालांकि वे अंत में फिर से डाल दिए जाएंगे। पिघले हुए अवस्था में अलगाव को भी प्राप्त किया जा सकता है, और / या रासायनिक साधनों द्वारा यदि ऐसा करने के लिए किफायती था।
क्रिस एच

गुरुत्वाकर्षण अलगाव लोहे की वजह से घुलनशीलता और थर्मोडायनामिक विचारों के कारण काम नहीं करता है। अस्वीकार्य ट्रम्प सांद्रता के लिए दहलीज कमरे के तापमान पर उन तत्वों की घुलनशीलता से कम है। विघटित ट्रम्प धातुओं को अलग करने का एकमात्र तरीका एक रासायनिक प्रक्रिया है, जो Fe के लिए अनौपचारिक है, या आसवन द्वारा, जो कि शामिल धातुओं के चरम उबलते बिंदु के कारण व्यावहारिक रूप से असंभव है, अकेले अर्थशास्त्र को जाने दें।
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पहले स्क्रैप को स्रोत पर अलग किया जाता है; उदाहरण के लिए कच्चा लोहा आमतौर पर केवल Si और Mn होता है। उच्च वाष्प के दबाव वाले तत्व फ्लक्स / स्लैग में उबल जाते हैं या एकत्र हो जाते हैं: जैसे, Zn, Pb, Sn, Bi, An ,,,, एल्युमिनियम ऑक्सीडाइज हो जाता है और स्लैग में चला जाता है। स्टील Cr, Ni, Mo और Cu अवशिष्ट उठाते हैं, आम तौर पर ये लाभप्रद होते हैं; वे सभी घन को छोड़कर कठोरता को जोड़ते हैं। (वायुमंडलीय संक्षारण प्रतिरोध में घन महत्वपूर्ण है)। वी और एनबी और डब्ल्यू बहुत ही कम मात्रा में मौजूद हैं इसलिए नगण्य है। , और सह, महंगे और विशिष्ट अनुप्रयोग हैं, इसलिए इसे स्क्रैप स्रोत पर भी अलग किया गया है; सह परिमार्जन की पहचान करना आसान है; मेडिकल प्रोस्थेसिस और जेट इंजन हॉट सेक्शन ब्लेड और वैन, भी कुछ उच्च गति के उपकरण में-स्क्रैप स्रोत पर अलग हो गए। नी एलॉय और ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्रोत पर अलग हो जाते हैं क्योंकि वे फेरोमैग्नेटिक नहीं हैं। चुंबकीय मार्टेंसिक और फेरिटिक स्टेनलेस (आमतौर पर 13% सीआर) को स्क्रैप स्रोत पर अलग किया जा सकता है। स्रोतों में स्टील्स का पृथक्करण इसलिए किया जाता है क्योंकि सभी मिश्र धातु तत्व कार्बन स्टील से अधिक मूल्य के हैं। इस पर किताबें उपलब्ध होनी चाहिए; यह इस्पात उद्योग का एक प्रमुख कारक है। वास्तविक दुनिया में क्या होता है इसका एक उदाहरण; ग्रेड ए 516 कार्बन स्टील प्लेट उद्योग का वर्कहॉर्स है लेकिन जब उच्च शक्ति के साथ एक मोटी धारा का आदेश दिया जाता है, तो "किसी तरह" सीआर, मो, नी अवशिष्ट उच्च स्वीकार्य गर्मी उपचार परिणामों को सक्षम करते हैं। यह इस्पात उद्योग का एक प्रमुख कारक है। वास्तविक दुनिया में क्या होता है इसका एक उदाहरण; ग्रेड ए 516 कार्बन स्टील प्लेट उद्योग का वर्कहॉर्स है लेकिन जब उच्च शक्ति के साथ एक मोटी धारा का आदेश दिया जाता है, तो "किसी तरह" सीआर, मो, नी अवशिष्ट उच्च स्वीकार्य गर्मी उपचार परिणामों को सक्षम करते हैं। यह इस्पात उद्योग का एक प्रमुख कारक है। वास्तविक दुनिया में क्या होता है इसका एक उदाहरण; ग्रेड ए 516 कार्बन स्टील प्लेट उद्योग का वर्कहॉर्स है लेकिन जब उच्च शक्ति के साथ एक मोटी धारा का आदेश दिया जाता है, तो "किसी तरह" सीआर, मो, नी अवशिष्ट उच्च स्वीकार्य गर्मी उपचार परिणामों को सक्षम करते हैं।

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