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转炉钢渣资源综合利用的工业应用研究

2020-01-29 11:138170
      实现转炉钢渣的高效资源化利用,需根据转炉钢渣的物化性质,结合现行应用工业领域,开发出一套循环的钢渣热焖生产工艺流程,方可促进回收达到“零排放”目标,提高经济收益最大化。本文所述的是以我公司转炉钢渣通用性能为研究对象。

1.转炉钢渣的物化性质

在通常情况下按光谱分析,转炉钢渣主要成分有 Fe、Si、Ca、Mg 等,其中Fe 的含量达10%以上,其它含量在4% — 5% 以上,钢渣中可直接回收利用的有价金属为铁,其次为Si、Ca、Mg等,这些是根据它们存在形态有一定利用价值,最后那些含量过低的金属元素Mn 、Al、P等均无利用价值。

表1

再进一步分析化学元素和铁的物相分析得知,转炉钢渣中铁以其氧化物的形式存在,如:氧化铁、三氧化二铁、金属铁,约占铁含量的 99%。其余转炉钢渣成分如:氧化钙、二氧化硅和氧化镁的含量占绝大多数,含磷、含硫较低。

2.转炉钢渣资源综合利用现状

到目前,转炉钢渣资源综合利用的途径涉及到多个领域,比如:用在冶炼和烧结的熔剂中。在烧结矿石中适当配加5一15%、粒度为8

3.转炉钢渣资源综合利用的循环工艺流程

在如今转炉钢渣工业应用多个领域的现实条件下,我们将与钢渣的物化性质有机联系起来,开发出配套的转炉钢渣循环资源综合利用生产工艺流程,这对钢铁企业提高钢渣综合利用率,实现“零排放”的目标将起着重要的引领、启发作用。此“零排放”的工艺流程可将其分为三步,首先通过钢水热焖处理,然后进行磁选清理出最大金属含量的Fe,再综合利用其氧化物,经过球磨成不同粗细度用于建材制造。

3.1 钢渣热焖处理工艺。将刚刚凝固还处于高温的钢渣倒入焖罐炉内、或者将液态钢渣直接倒入焖罐炉内,利用钢渣本身所含有的余热,采用焖罐该盖上的自动喷水工艺,将钢渣中含有大量的游离氧化钙在0. 05 kg/cm的微压蒸汽中遇水产生不均匀冷缩,体积膨胀增加到23 ~87%,这样使大块的钢渣生成氢氧化钠自解粒化粉碎,粒化效果最好的可有60%—80%达到小于20mm [2]的钢渣。同时由于消除了游离氧化钙,在钢渣矿相基本不变情况下提高了稳定性,也便于钢渣粉后期的综合利用。最后采用挖掘机挖掘出料,进入下一步破碎磁选工艺。此工艺的特征是可适应任何种类和流动性钢渣,它不但节能,还改善钢渣稳定性,避免钢渣粉在后期利用时,如:回填场地或者生产建材制品出现开裂现象。这也是钢渣实现“零排放”的前期重要的一环节。

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  图1 焖罐炉工艺断面图

3.2钢渣磁选破碎筛分生产处理工艺。这也是钢渣循环处理的核心工艺。由于钢渣所含铁矿物比天然铁矿石较为复杂,因此,将热焖自解后的转炉钢渣送至磁选生产线,首先通过磁选出铁粒、铁粉,同时对于大于30mm小于400mm的钢渣进行破碎,然后再通过层层的分级磁选,磁选回收细粒铁颗粒和磁性氧化铁,分别返回炼钢和烧结。当磁选粒度在-10mm下时,通过筛分磁选出用作于熔化剂粉和粗渣的钢渣,余下的炉下钢渣进行下一道工艺流程。在磁选中需分类进行不同操作方式,对+ 130 mm + 70 mm 的粒级大块渣钢回收,可直接采取棒条筛和人工拣选等方式,将其中高品位含铁的大块渣钢选出,保证后续流程畅通,但须注意劳动工作量与重复性。对于-70 mm低品位钢渣,采用分级干式和磁选抛尾方式,将再回收钢渣中低品位的颗粒金属铁和氧化铁集合体时,同时将抛除的大量低品位尾渣在简化后续处理量和生产成本的同时,可依据其主要含有与水泥熟料相似的硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸盐成分,以及熟料中一些水硬胶凝性矿物,按相应国标与行标要求,生产出钢渣酸盐水泥。

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  图2 磁选破碎线工艺断面图

3.3钢渣球磨生产处理工艺。将上一层的炉下钢渣尾渣按—8mm、+8mm磁选标准,经过对-70 mm 全粒级湿式磨矿—筛选—再筛选分离和精选的方法,获得合格的铁精矿。注意粉磨的时间,其越延长粉磨细度就越细,同时细粉中会回收到少量薄片状或呈圆珠状的金属铁。其中将—8mm作为钢渣精粉,用于代替原石灰石作为治炼和烧结矿的熔化剂,对余下的球磨尾泥可外销。经实践证证明,每吨烧结矿配加4%钢渣,烧结利用系数提高1%,石灰石消耗量减少约30kg[3],其不但可提高烧结矿强度还显著提高烧结矿原性能,提高了经济效益。另将+8mm磁选铁粒返回钢炉进行治炼,余下的球磨粗渣用于外销。

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  图3 水洗球磨线工艺断面图

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如何实现转炉钢渣资源的综合利用?
如何实现转炉钢渣资源的综合利用?

0评论2020-01-29222

鞍钢转炉钢渣开发利用技术现状及展望
转炉钢渣是钢铁生产的副产品。长期以来,钢渣得不到综合开发利用,被长期堆放,形成一座座渣山,不仅占用了大量的土地,大量的粉尘也对环境造成了污染。文章从“引言、钢渣循环开发利用趋势、钢渣处理开发技术的研究、鞍钢冶金渣开发利用的重点工作、结语”等五个方面介绍了“鞍钢转炉钢渣开发利用技术现状及展望”, 可作为与“转炉钢渣开发利用技术”有关从业人员的技术指导,亦可为矿业企业行政、技术管理人员提供参考。

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