سرباره غیرفلزی

 سرباره چیست؟

در سالهای اخیر بحث بازیافت و استفاده دوباره از مواد کم ارزش و باطله در صنایع مختلف مورد توجه زیادی قرار گرفته است. چرا که با این کار علاوه بر حل مشکل زیست محیطی آن عامل، به جنبه اقتصادی این مسئله نیز توجه میشود. چنانچه میدانیم در کارخانه ذوب آهن، جهت جدایش آهن از سایر ناخالصیی های موجود در سنگ معدنی آهن، از موادی به عنوان کمک ذوب، مانند آهک و… استفاده میشود.

این مواد با سایر ناخالصی های موجود در سنگ معدنی آهن، مانند سیلیکاتها، کلسیتها، اکسیدها و… در کوره واکنش میدهد. که به صورت ترکییی یکپارچه که به آن سرباره گفته میشود در می آید.

به خاطر چگالی پایین نسبت به آهن در بالای کوره تجمع میکنند و آهن مذاب نیز به خاطر وزن مخصوص بالاتر، در قسمت تحتانی کوره جمع میگردد.

در نهایت این دو، از دو دریچه مختلف که در بالا و پایین کوره تعبیه شده است خارج میگردند. صنعت فولاد مقادیر بسیار زیادی سرباره تولید میکند. تنها سرباره تولیدی در قسمت کوره بلند ۰/۲۳ تا ۱/۰ تن به ازای تولید هر تن فولاد است. این در حالی است که در سایر کوره های ذوب فلز، شبیه قوس الکتریکی و… نیز سرباره داریم.

سرباره ها میتوانند قسمت زیادی از فضای کارخانه ذوب آهن را اشغال میکند. که این نیز میتواند باعث ایجاد یک سری مشکلات زیست محیطی از جمله ایجاد گرد وغبار در نواحی شهری گردد. مصارف سرباره ها تاکنون بسیار محدود بوده است. این مصارف شامل استفاده به عنوان لاشه در زیر سازی جاده ها و راه آهن، ایجاد فرودگاه های صحرایی، ساخت آجر نسوز و… میباشد. البته تلاشهایی جهت استفاده بهینه از سرباره در کشورهای مختلف انجام گرفته است. که همه این تلاشها به خاطر غیر اقتصادی و غیر عملی بودن بدون نتیجه باقی مانده است.

فرآوری و بازیافت خاکستر تولید شده از سوزاندن زباله‌های جامد شهری، باعث تولید سرباره غیرفلزی می‌شود. در این فرآیند بار اولیه کوره شامل خاکستر تمیز و خشک همراه با روان‌ساز و کک است.

روان‌ساز ترکیبی از منیزیم – کلسیم (به عنوان مثال دولومیت) بوده که حذف ترکیبات فلزدار تشکیل شده در سرباره را بهبود می‌دهد. از کک نیز برای فراهم نمودن اتمسفر احیایی در کوره بهره گرفته می‌شود. از کوره با نسوز گرافیتی و الکترودهای کربنی در بالا و الکترودهای آهنی در کف استفاده می‌شود. به دنبال ذوب پودر خشک ورودی در دمای 1500 درجه سانتیگراد، سه محصول سرباره، آهن فلزی و خاکستر تشکیل می‌شود.

سرباره مذاب به صورت مداوم از کوره پس‌گرمایش متصل شده به کوره اصلی جریان می‌یابد و آهن مذاب نیز به تناوب تخلیه می‌گردد.

سرباره تولید شده نیز دارای مقادیر بسیار جزیی از ترکیبات فلزدار و کلر است. اکسیدهای فلزات غیر فرار مانند مس، کروم به فلز احیا شده و درآهن مذاب جذب می‌شوند. آهن فلزی تولید شده حاوی 10% مس است. سرب، روی و نمک‌های سدیم و پتاسیم و همچنین کلر به خاکستر منتقل می‌شود. حدود 70% خاکستر تولید شده به صورت نمک با ترکیب 10% روی و 2% سرب است. این اجزاء با عملیات هیدرومتالورژی بازیابی می‌شوند.