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钽铌冶炼生产中余热资源回收和利用工艺研究
钽铌（Ta-Nb）合金在高温合金、航空航天、人工晶体等领域中有着广泛应用，其具有高温强度、耐腐蚀性、化学稳定性等优良性能。钽铌合金的生产过程中会产生大量的余热，为了减少能源浪费、降低生产成本、保护环境等方面的考虑，利用余热资源进行回收和利用成为当今热点研究领域之一。本文旨在介绍钽铌冶炼生产中余热资源回收和利用的工艺研究。
一、钽铌冶炼生产中的余热资源
钽铌制备过程中主要包括氢氟酸（HF）浸出、钽铌氧化钝化、还原、水洗、干燥、电弧熔炼等环节。在这些工艺中会产生大量余热，主要包括氢氟酸浸出液、氮气气体、钨电极辐射热等。其中，氢氟酸浸出液的温度高达85℃，含有氟化钽铌、氧化物和杂质等成分，氮气气体的温度高达800℃，含有二氧化碳、氮氧化物和杂质等成分。这些余量燃气能量的浪费不仅会增加产业生产成本，也会对环境造成不良影响。
二、利用余热资源的技术方案
1、氢氟酸浸出液回收
氢氟酸酸浸是制备钽铌最主要的工艺之一，氢氟酸浸出液的温度高、含有氟化钽铌、氧化物和杂质等成分，直接排放或处理会造成很大的资源浪费和环境污染。为此，可以通过浸出液回收技术将这些资源充分利用。具体步骤包括：
（1）浸出液预热：将氢氟酸浸出液送入换热器中，与高温烟气进行顺流式换热，以提高浸出液的温度，减少热损失。
（2）浸出液除硅：通入高浓度的稀硫酸，与HF反应，生成硅酸氢氟并沉淀，将HF、水、无机盐类溶液等成分分离，可在离心机中进行分离。
（3）HF回收：从浸出液中回收HF，采用蒸馏、吸附等方法。
（4）金属离子回收：在除硅时可回收一部分金属离子，如钽、铌等，采用离子交换树脂回收。
通过以上工艺，可以实现较好的氢氟酸浸出液的回收利用，节省能源、降低成本、减少环境污染。
2、氮气气体回收
在钽铌生产过程中，使用的氮气气体温度较高，含有二氧化碳、氮氧化物和杂质等成分。这些气体可以通过以下方法进行回收：
（1）氮气气体余热回收：将颗粒状的聚丙烯或玻璃制品投入到高温氮气燃烧室中，利用氮气的高温高压通过燃烧物料并产生高温烟气，经过换热器换热后，将其生产的蒸气与气体以约1：3的比例混合，进入制备工艺中的还原器，实现了热能再利用。
（2）无排放治理：利用型锅炉和替换排管等方法，改变烟气流向，将烟气中的杂质进行脱除，保证氮气气体在进入大气前净化。
三、利用余热资源的经济效益
采用上述技术，实现钽铌冶炼生产中的余热资源回收和利用，将达到良好的经济效益。通过浸出液回收，每吨钽铌可节省运输和新酸浸出成本约350元，而氧化钽回收可节省成本约600元左右，工艺中产生的零碎金属离子可以被合理回收，可以提升生产效益。通过氮气气体的余热回收，可节能减排1万多吨，而且该技术在操作中不会造成任何二次污染，符合国家环保和“绿色发展”要求。
四、总结
钽铌合金的生产过程中产生的余热，如不进行有效的回收利用，将造成大量能源的浪费和环境的污染。采用氢氟酸浸出液回收和氮气气体回收等技术，可以较好地利用这些余热资源，节约能源、降低生产成本、保护环境，同时也具有良好的经济效益和社会效益。作为钽铌冶炼生产企业，在研发技术的同时，应始终牢记环保和可持续发展的方针，实现民族经济的可持续发展。