铱回收工艺-「铱回收的价格」

作者:admin2020-10-09 16:04 人观看 0人评论
  
 
 铱回收工艺系统动力学模型中的每个变量都是在每个时间步计算的。例如,在这项工作中铱回收价格由于使用的输入数据基于年度报告,因此我们认为时间步长等于一年。在这项研究中铱回收价格,从不同来源收集了1950-2017年时间跨度的数据(附录,表A1)。在表1中,我们列出了所有变量和参数。铱以几种不同的形式使用,例如标准级铱铁(SGF)–主要用于高强度和不锈钢中。真空级铱铁(VGF)-用于超合金生产;用于超导体生产和铱化学品的铱金属和合金,用于特殊陶瓷和化学工艺。大部分铱以SGF的形式用于HSS钢生产,约占铱总消费量的90%[40]。因此,在生产阶段,我们假设SGF生产流程为主要投入。考虑到导言中解释的HSS钢在汽车工业中的重要性,现阶段提出的模型着重于估算在汽车工业中使用的HSS钢中使用铱的能耗和温室气体排放。典型客车在模型中基于它们的重量和使用高速钢[百分比考虑。在生产高速钢时使用了不同的工艺。2005年,在全球钢铁行业中,碱性氧气炼钢炉(BOF)约占世界钢铁产量的65%。电弧炉(EAF)约占32%-美国在钢铁生产中电弧炉的份额最高;平炉(OHFs)产量占其余3%-Ukraine具有最高OHFs钢铁生产。因此,在本研究中,我们假定转炉是高速钢的初级生产的主要过程。 
 
 
 
 铱回收提炼工艺中要考虑了六个过程,包括冷轧,热轧,连铸,碱性氧气炉,高炉和烧结/焦化。在第二个子模型中,生产阶段的能耗估算如下:根据从轻型货车获得的钢量,汽车钢的回收价格估计从2007年的85%增长到2050年的95%。ELV中的废料分为三类可重熔的类别之一。相同类型的材料可回收,其他类型的材料(级联)或填埋损失。收集后,将废料加工成物理形式和化学成分,使其可以在钢厂中使用。废料在转炉或电弧炉中熔化。在高强度低合金钢的回收,约0.05%的铱将可能再循环到BOF或EAF[期间氧化成渣相和丢失1,45]。我们假设EAF是模型现阶段的主要过程。在回收阶段,考虑了四个过程,包括冷轧,热轧,连铸和电弧炉。回收阶段的能耗估计如下:显然,环境要求可能会直接改变回收过程。供应链的能耗与温室气体排放之间的平衡有助于确定回收利用的环境可持续性以及回收利用的投资水平。为了评估铱回收的环境影响,对能源消耗,温室气体排放和物料流等因素进行了量化,并对供应链的各个阶段进行了评估。接下来,我们将提供模拟结果以及对铱生命周期不同阶段的环境评估的简要分析。在铱供应链的所有阶段,能源消耗和温室气体排放之间的相关关系清晰可见。图3a显示,在采矿阶段,假设氢氟酸溶解和溶剂萃取中使用的能源,2010-2050年铱萃取的年平均能源消耗约为250万千兆焦耳(mGJ)。
 
 
 
 考虑到六个主要过程(冷轧,热轧,连铸,碱性氧气炉,高炉,烧结/焦化),2010-2050年用于汽车行业的HSS钢的年平均能源消耗约为3mGJ。在生产阶段,由于HSS钢需求引起的铱流动动态,能源消耗振荡。考虑到冷轧,热轧,连铸和电弧炉工艺所需的能量,在ELV的HSS钢的回收阶段,年平均能量水平降低至0.3mGJ左右。图3b显示,2010-2050年间采矿的累计能源使用量从采矿的17GGJ增加到115mGJ,在生产阶段从20G144GJ增加到144mGJ,在循环利用方面从0.7G11GJ增加到11mGJ。结果表明,在铱供应链的回收阶段,平均能耗最低,生产和采矿都是能耗最高的过程。显示了铱生命周期各个阶段的总温室气体排放量,重点是汽车行业HSS钢中的Nb用途。图4a显示,在采矿阶段,2010-2050年铱提取的年均温室气体排放量超过40万吨(吨)CO2当量。高速钢生产阶段的年均温室气体排放量用于汽车行业的钢在ELV含铱的HSS钢的回收阶段约为1mtCO2当量,年平均排放量降低至小于0.08mtCO2当量。铱回收价格它显示了铱供应链各个阶段的最低平均GHG排放量。图4b显示了2010-2050年累计温室气体排放量的增加。采矿的CO2当量从3吨增加到17吨,生产阶段的CO2当量从7吨增加到47吨,回收利用的CO2当量从0.3吨增加到3吨。如所示图4的a,b,温室气体在生产阶段的发光量是比在其他的高得多。铱回收的主要来源大多数铱(75%)用于重要的高强度钢合金(HSLA)生产。它们用于管道建设,运输行业和结构应用。
 
 
 
 仅次于HSLA和不锈钢(第二大铱消费国)的超级合金消费量约为20%。这些材料具有出色的机械强度,耐腐蚀和抗氧化性以及在高温下的抗蠕变性。这些合金设计用于极端温度应用,用于制造喷气发动机和火箭发动机,燃气轮机和涡轮增压器的零件。在航空航天发电行业是这类合金的最大消费者。最关键的高温合金是镍基Inconel718合金,其中含有约5%的铱。除了获得“超级特性”的赞誉外,铱还用于生产超导磁体。这些超导磁体由铱锡,铱锗和铱钛合金制成,用于制造一系列关键设备,例如磁共振成像扫描仪和粒子加速器。铱超合金磁体在欧洲的强子对撞机中起着至关重要的作用,在强子对撞机中,磁场将质子的粒子束以光速传播,从而发生碰撞。科学家研究了这些碰撞,以研究反物质和暗物质。绘图板上有一个庞大的项目,其价格为270亿美元,是目前这种对撞机的两倍多。所有这些对于铱金属回收都是个好消息。全球对铱的需求只会继续增加,因为它仍然是没有真正替代品的关键材料。最大限度地回收含铱废金属的机会及HSLA和超合金中存在铱的最主要来源。铱的典型回收过程通常是通过重熔。提高回收价格的主要障碍之一是对回收过程中废钢的成分没有给予足够的重视。许多铱被稀释成低级钢,或在炉渣相中损失掉。改善当前铱回收价格的最佳工艺之一是提高从其他钢馏分中分类废钢的效率。将来,随着部分钢可以从其他来源(包括管道)和其他使用HSLA的应用中获得,通过改善废钢分类可以回收更多的铱。
 




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