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Magnetic Ni-Zn spinel ferrite nanopowder from toxic Zn-bearing electric arc furnace dust: A promising treatment process
Minerals Engineering ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106540 Hui-gang Wang , Jun-wu Li , Xiang-tao Huo , Chang-sheng Yue , Ben Peng , Mei Zhang , Min Guo
Minerals Engineering ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106540 Hui-gang Wang , Jun-wu Li , Xiang-tao Huo , Chang-sheng Yue , Ben Peng , Mei Zhang , Min Guo
Abstract Zn-bearing electric arc furnace dust (ZEAFD) generated as a by-product of steel manufacture is classified as a toxic solid waste. To date, there has been little research concerning facile and efficient utilization of the valuable metallic elements (such as Zn, Fe, Mn and Cr) in this material. In this study, a metal co-doped (Ni,Zn)Fe2O4 nanopowder having excellent magnetic properties was successfully synthesized by a solid state calcination method based on adding Ni(OH)2 to the ZEAFD to compensate for a lack of divalent ions. The effects of the ZEAFD to Ni(OH)2 mass ratio and of the calcination temperature on the phase transformations, microstructures and magnetic characteristics of the resulting ferrites were investigated using various analytic techniques. A pure phase metal co-doped (Ni,Zn)Fe2O4 nanopowder having a higher saturation magnetization (57.3 emu·g−1) and lower coercivity (58.8 Oe) was obtained when the mixture was calcined at 1000 °C for 2 h with a mass ratio of 2:0.9, followed by washing with dilute acetic acid (pH = 2.88). This synthesized metal co-doped ferrite was also assessed using the United States Environmental Protection Agency toxicity characteristic leaching procedure and found to be non-toxic. This process provided overall dust utilization percentages as high as 76.0%.
中文翻译:
来自有毒含锌电弧炉粉尘的磁性 Ni-Zn 尖晶石铁氧体纳米粉:一种有前景的处理工艺
摘要 炼钢过程中产生的含锌电弧炉粉尘(ZEAFD)属于有毒固体废物。迄今为止,关于如何轻松有效地利用这种材料中的有价值的金属元素(如 Zn、Fe、Mn 和 Cr)的研究很少。本研究通过在ZEAFD中加入Ni(OH)2以弥补二价离子不足的固态煅烧方法,成功合成了一种具有优异磁性能的金属共掺杂(Ni,Zn)Fe2O4纳米粉体。使用各种分析技术研究了 ZEAFD 与 Ni(OH)2 质量比和煅烧温度对所得铁氧体的相变、微观结构和磁特性的影响。纯相金属共掺杂(Ni,Zn)Fe2O4 纳米粉体具有较高的饱和磁化强度 (57.3 emu·g-1) 和较低的矫顽力 (58.8 Oe),该混合物在 1000 °C 下以 2:0.9 的质量比煅烧 2 h,然后洗涤用稀醋酸 (pH = 2.88)。这种合成的金属共掺杂铁氧体还使用美国环境保护署的毒性特征浸出程序进行了评估,发现它是无毒的。该工艺提供了高达 76.0% 的总体粉尘利用率。这种合成的金属共掺杂铁氧体还使用美国环境保护署的毒性特征浸出程序进行了评估,发现它是无毒的。该工艺提供了高达 76.0% 的总体粉尘利用率。这种合成的金属共掺杂铁氧体还使用美国环境保护署的毒性特征浸出程序进行了评估,发现它是无毒的。该工艺提供了高达 76.0% 的总体粉尘利用率。
更新日期:2020-10-01
中文翻译:
来自有毒含锌电弧炉粉尘的磁性 Ni-Zn 尖晶石铁氧体纳米粉:一种有前景的处理工艺
摘要 炼钢过程中产生的含锌电弧炉粉尘(ZEAFD)属于有毒固体废物。迄今为止,关于如何轻松有效地利用这种材料中的有价值的金属元素(如 Zn、Fe、Mn 和 Cr)的研究很少。本研究通过在ZEAFD中加入Ni(OH)2以弥补二价离子不足的固态煅烧方法,成功合成了一种具有优异磁性能的金属共掺杂(Ni,Zn)Fe2O4纳米粉体。使用各种分析技术研究了 ZEAFD 与 Ni(OH)2 质量比和煅烧温度对所得铁氧体的相变、微观结构和磁特性的影响。纯相金属共掺杂(Ni,Zn)Fe2O4 纳米粉体具有较高的饱和磁化强度 (57.3 emu·g-1) 和较低的矫顽力 (58.8 Oe),该混合物在 1000 °C 下以 2:0.9 的质量比煅烧 2 h,然后洗涤用稀醋酸 (pH = 2.88)。这种合成的金属共掺杂铁氧体还使用美国环境保护署的毒性特征浸出程序进行了评估,发现它是无毒的。该工艺提供了高达 76.0% 的总体粉尘利用率。这种合成的金属共掺杂铁氧体还使用美国环境保护署的毒性特征浸出程序进行了评估,发现它是无毒的。该工艺提供了高达 76.0% 的总体粉尘利用率。这种合成的金属共掺杂铁氧体还使用美国环境保护署的毒性特征浸出程序进行了评估,发现它是无毒的。该工艺提供了高达 76.0% 的总体粉尘利用率。