リサイクル鋼の合金材料はどのようにして分離できますか？

私が知っているように、現在処理されている鋼のかなりの部分（その約半分）はリサイクルから来ています。

しかし、リサイクルプロセスに入る鋼材は通常、さまざまなソースからのものであり、非常に異なる合金材料を含んでいます。

ただし、再処理された鋼の出力は、指定された比率で合金を正確に含む鋼でなければなりません。

リサイクル鋼の以前の合金の「分離」または「除去」のある種のことが起こりますか？はいの場合、どのように機能しますか？

正解です。たとえば、すべての銅配線を除去せずにスクラップに研磨された車体やスズなどからリサイクルストリームに入る不要な、または不規則な金属（Cu、Sn、Sb、As）がいくつかあります。 -コーティングされたスチール缶。アンチモンとヒ素は、低品質で低コストの一次鉄源から侵入する傾向があります。

質問への答えはノーです。リサイクルされた鋼は、さまざまなソースから可能な限り均一に混合され、その組成が測定されます。その後、必要に応じて純鉄が追加され、特定の製品の特定の鋼のグレードを満たすなど、再販またはさらなる処理のために許容範囲までトランプ金属が希釈されます。またはアプリケーション。Ni、Cr等の値により、リサイクル時に判明しているステンレス鋼等の高合金グレードを別途処理しています。

鉄を再処理して浮浪者の要素を取り除くことは現在不経済であり、そのためまったく行われていません。2冊の本がこのプロセスを定期的かつ経済的なものとして言及しています：（鉱物、金属、持続可能性：将来の材料ニーズへの対応、p。284、「希釈」から）および（鉄鋼生産：プロセス、製品、および残差、ページから始まる。104、関係がなくなるまで読んでください）。不経済である理由は、トランプ要素が一定温度で鉄よりも酸素と弱く反応するため、それらを酸化によって除去するには、最初にすべての鉄を酸化する必要があるためです。これは熱力学的な理由であり、競合する反応の中で、自由エネルギーの減少が最も大きいものは、他の反応が始まる前に実質的に完了し、特に競合する反応の自由エネルギーが大きく異なるという事実に基づいています。どの反応が最も減少しているのかを判断するために、エリンガム図を使用できます。

下のエリンガム図では、横軸は温度、縦軸はギブスの自由エネルギーの変化です。さまざまな角度でダイアグラムを横切る線は、温度の関数として、酸素による元素の酸化反応によって引き起こされる自由エネルギーの変化に対応しています。私たちの場合、目的の温度を選択し、下から上に向かって酸素と反応する最初の元素を見つけることで、この図を読み取ることができます。たとえば、Fe、Mn、Sn、およびCuを含む鋼がある場合、1000Kでは、Mn、Fe（FeOに対して）、Sn、およびCuが自由エネルギーの最大から最小のオーダーであることがわかります。

確かに、対象の温度は1900K（鉄の融点より上）に近いですが、各ギブスの自由エネルギー変化関数の一般的な傾向は図の右側に続き、鉄はトランプ要素Cu、Sn、Asおよび実際の温度でのSb、およびそれぞれの沸点である可能性があります。その結果、Feからトランプを取り除くには、最初にすべての鉄を効果的に酸化する必要があります。また、Sn、Sb、As、Cuは鉄に溶けにくいため、化学反応による分離が必要です。

鉄の状態図からトランプの溶解度を確認できます。その下にSb-Feを掲載しました。ダイアグラムには、組成に対する温度があり、隣接する各2D領域は、1つの相、またはその2つの相の左側と右側の混合で構成され、温度と組成のその組み合わせで平衡になります。左下には、少量のSbと室温の場合、隣接する領域があり、この場合は単相、またはα-Fe（よく知られている種類）を示しています。Sbが存在し、単相であるため、鉄に溶解する必要があります。同じことが他のトランプのさまざまな重症度で当てはまります。

_{（ソース：himikatus.ru）}

Chris Hがコメントしたように、他の合金元素がいつ制御されるかという問題もあります。一般に、合金の添加は、合金の損失を最小限に抑えるために、可能な限り凝固の近くに制御されます。

スクラップは、電気アーク炉で大量に溶解されます。スクラップストリームが十分に混合されている場合、トランプ濃度は過去の使用量に基づいて推定され、推定を補うために化学分析の前に一次鉄が追加されます。次に、バルクが溶融し、エリンガム図の下部にある要素、具体的にはCaとAlを追加して酸素を除去し、溶融金属を1つ以上の高度に絶縁された取鍋に移します。CaとAlは、溶湯に溶解した酸素と急速に反応して、浮遊して機械的に除去される低密度の酸化物スラグを生成します。化学はこのプロセスの後に行われ、トランプが十分に希釈されると、金属は取鍋に移されます。そうでない場合、メルトを希釈するのに十分な一次鉄が追加されます。

取鍋に入ると、追加の合金元素が追加されます。エリンガム図のため、これらは以前に追加されていません。Mn、Mo、Cr、V、Cなどのほとんどの合金元素は、Feよりも自由エネルギー損失が大きいため、最初に反応します。つまり、色あせてしまいます。高価な合金添加物の色あせを避けるために、それらは凝固プロセスのできるだけ近くに添加されます。さらに、AlとCaを最初に使用して酸素を除去することにより、鉄に溶解してより高価な合金元素と反応する酸素が少なくなります。ひしゃくに入ると、液体と大気の界面の乱流はほとんどないため、液体鉄への新しい酸素の拡散は比較的ゆっくりです。もちろん、まだ時間制限はありますが、取鍋を長時間保持し続けると合金の色あせが発生します。合金添加後、相性をチェックし、取鍋に注ぎます。

ソースを追加するように編集されました。合金制御の議論を追加するために編集されました。

私の知る限りでは、このようなコンポーネントの分離は試みられていません。

ペンシルベニア州コーツビルのLukens Steelで働いていた友人がいます。彼の仕事は、ヤードにあったすべてのスクラップ鋼の組成を追跡するコンピューターソフトウェアを作成し、新しい溶湯に使用するスクラップの正しい比率を考え出すことでした。明らかに、これは彼らがすべての入ってくるスクラップのかなり包括的な分析を行い、類似の合金を別々の山に分類したことを意味します。

同意するデビッド・ツイード＆starrise、鋼合金で個々の金属を分離することは不経済です。

そうするためには、まず合金を粉砕し、合金内の結晶粒のサイズに粉砕する必要があります。次に、ある種の鉱物/結晶選択プロセスを考案して、必要なものを不要なものから分離して分離する必要があります。多分重いメディア。振とう台やスパイラルなどの重力分離法（ただし、重力分離法は密度と重量の大きな違いに依存しているため、これらが成功するかどうかは疑問です）。ただし、ミネラルサンド業界で使用されている磁気分離は、一部の合金ではオプションになる場合があります。この後も、廃棄物または尾鉱部門が常にあり、本当に難しい合金結晶がダンプに集められます。

粉砕、粉砕、分離にはすべて費用がかかります。これらのコストと利益は、鋼の合金が個々の金属にリサイクルされることによってもたらされます。

2015年2月上旬の時点で、選択した金属の値は次のとおりです。

• 金1オンスあたり1233.30米ドル、1 gあたり39.6515米ドル、または1トンあたり39 651 510.84米ドル（はい、1トンあたり39.651百万ドル）

• プラチナ1オンスあたり1220米ドルまたは1トンあたり39 223 905.97米ドル（39.2239 M $ / t）

• シルバーオンスあたり16.68米ドルまたはトンあたり536 274.38米ドル（0.536 274 M $ / t）

• コバルトUSD 29500 /トン
• ニッケル1トンあたり14 965 USD
• トンあたり1850米ドルをリード
• 鋼ビレット1トンあたり500米ドル

適切に名付けられた貴金属、Au、Pt、Agの価格ソースはKitcoでした。卑金属、Co、Ni、Pb、および鋼ビレットの価格ソースはLMEでした。

鉄鉱石は現在、インデックスムンディとYチャートに記載されているように、1トンあたり約65米ドルで販売されています。これは、鉄の平均グレードが60％の場合です。リオティント、BHP-ビリトン＆ベールによって運営されているオーストラリアとブラジルの露天掘り鉄鉱山は、その価格で鉄鉱石を生産することに非常に満足しています。LKABも同様に、スウェーデンのキルナ地下鉱山からその価格でマグネタイト鉄鉱石を生産できます。

マクロビジネスには、2015年に鉄鉱石の価格が1トンあたり30米ドルに下がる可能性についての記事があります。

価格で理由は簡単であるように0536000 39.6ドルトンとして貴重な金属をリサイクルしています。しかし、鋼ビレットの場合は500米ドル、鉄鉱石の場合は1トンあたり65米ドルで、合金化金属を鋼合金から分離するインセンティブはありません。

最初にスクラップがソースで分離されます。例えば、鋳鉄は一般にSiとMnのみを含みます。蒸気圧の高い元素が蒸発するか、フラックス/スラグに集められます。たとえば、Zn、Pb、Sn、Bi、An 、、、、アルミニウムは酸化してスラグに入ります。鋼は、Cr、Ni、Mo、およびCuの残留物を拾います。一般に、これらは有利です。それらはすべて、Cu以外の焼入性を高めます。（Cuは耐大気腐食性において重要です）。VとNbとWはごくわずかな量で存在します。、そしてCoは高価で特殊なアプリケーションを持っているため、スクレイプソースでも分離されます。共同スクレイプは簡単に特定できます。医療用プロテーゼとジェットエンジンのホットセクションブレードとベーンも、高速ツールで使用しますが、これもスクレイプソースで分離されています。Ni合金とオーステナイト系ステンレス鋼は強磁性体ではないため、ソースで分離されています。磁気マルテンサイトおよびフェライト系ステンレス鋼（通常13％Cr）は、スクレイプソースで分離できます。すべての合金元素は炭素鋼よりも価値があるため、発生源での鋼の分離が行われます。これに関する書籍が利用可能である必要があります。それは鉄鋼業界の主要な要因です。現実の世界で何が起こるかの例。グレードAの516炭素鋼プレートは業界の主力製品ですが、高強度の厚いセクションを注文すると、「どういうわけか」Cr、Mo、Niの残留物が多く、許容できる熱処理結果が得られます。それは鉄鋼業界の主要な要因です。現実の世界で何が起こるかの例。グレードAの516炭素鋼プレートは業界の主力製品ですが、高強度の厚いセクションを注文すると、「どういうわけか」Cr、Mo、Niの残留物が多く、許容できる熱処理結果が得られます。それは鉄鋼業界の主要な要因です。現実の世界で何が起こるかの例。グレードAの516炭素鋼プレートは業界の主力製品ですが、高強度の厚いセクションを注文すると、「どういうわけか」Cr、Mo、Niの残留物が多く、許容できる熱処理結果が得られます。