CN104862490B - 不锈钢钢渣回收再生利用方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢钢渣回收再生利用方法，包括以下步骤：根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎；将热焖粉化处理后的不锈钢钢渣运至钢渣加工回收线，通过钢渣加工回收线对其进行分拣、筛分、破碎、磁选、棒磨以及重力分选，以将不锈钢钢渣中含镍、铬、铁的渣钢选出；将通过分级拣选的尾渣加工成建材产品或压块烘干以供外运。本发明提出的不锈钢钢渣回收再生利用方法，实现了对不锈钢钢渣进行回收，同时回收过程环保。

Description

不锈钢钢渣回收再生利用方法及其装置

技术领域

本发明涉及钢渣回收技术领域，尤其涉及一种不锈钢钢渣回收再生利用方法及其装置。

背景技术

据中国特钢企业协会不锈钢分会相关统计数据显示，2014年中国不锈钢粗钢产量为2169.2万吨，较2013年同比增加270.8万吨，增长14.27%，约占全球不锈钢总产量的一半。

钢渣是不锈钢冶炼过程中的必然产物，在我国，根据各个钢铁厂生产水平的不同，每炼1 吨不锈钢大约会产生40～90kg的钢渣。按照这个比例计算，2014年我国的不锈钢钢渣产量约为200万吨。

不锈钢钢渣中含有大量的镍、铬、铁等有价金属，如果不加处理，这部分含铁资源就会白白流失；而与之相对应的是我国不锈钢生产所需的红土镍矿等原料严重不足，每年需花巨资从菲律宾、印度尼西亚等地进口。另外，不锈钢钢渣中含有Cr⁶⁺有毒化合物，若不加以处理，排放的尾渣也会给周围的环境造成严重危害，破坏土壤植被结构，污染空气与水体。

目前，世界上仅有少数几家公司拥有有效处理及合理回收利用不锈钢钢渣的专利技术，但这些公司大都以合资或独资的方式在保有其专利的同时，获取经济收益；国内不锈钢钢渣大多采用人工分拣大块渣钢、尾渣废弃堆存的落后方法，大部分有价金属镍、铬、铁滞留渣中，得不到及时回收利用，造成资源浪费。处理倒运过程粉尘量大，对周边环境造成污染，同时由于钢渣处理不彻底，不能进行有效利用和无害化处理。

国外发达国家（美国、日本、德国等）的不锈钢钢渣早已实现排用平衡，但我国钢渣综合利用率仅为20％左右，综合利用率很低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种不锈钢钢渣回收再生利用方法及其装置，旨在对不锈钢钢渣进行回收。

为实现上述目的，本发明提供一种不锈钢钢渣回收再生利用方法，包括以下步骤：

根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎；

将热焖粉化处理后的不锈钢钢渣运至钢渣加工回收线，通过钢渣加工回收线对其进行分拣、筛分、破碎、磁选、棒磨以及重力分选，以将不锈钢钢渣中含镍、铬、铁的渣钢选出；

将通过分级拣选的尾渣加工成建材产品或压块烘干以供外运。

优选地，在所述根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎的步骤之前还包括：

向不锈钢钢渣中加入固态硫酸亚铁，以将不锈钢钢渣中的重金属六价铬还原为三价铬。

优选地，所述固态硫酸亚铁的加入量为不锈钢钢渣的1%~3%。

优选地，在所述根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎的步骤中，

当不锈钢钢渣为EAF电炉渣时，对不锈钢钢渣热渣进行喷淋浸泡冷却处理，根据渣罐中盛渣量确定冷却时间及喷淋冷却水的流量，使热渣直接被水浸泡，加速冷却，待炉渣冷却至一定的温度后，运至翻渣区按照不同的类型翻入指定渣箱，并对倾翻出的钢渣进行渣、钢初拣等预处理作业；

当不锈钢钢渣为AOD转炉渣时，采用热焖工艺进行处理，控制热焖过程中的打水量，保证冷却水大部分被蒸发，以保证干式处理系统的顺行；

当不锈钢钢渣为大包铸余渣时，采用渣罐隔板加喷水冷却的方法进行处理。

优选地，所述将热焖粉化处理后的不锈钢钢渣运至钢渣加工回收线，通过钢渣加工回收线对其进行分拣、筛分、破碎、磁选、棒磨以及重力分选，以将不锈钢钢渣中含镍、铬、铁的渣钢选出的步骤中，

当不锈钢钢渣为AOD转炉渣时，对不锈钢钢渣进行筛分，筛选出的大颗粒部分采用湿式处理工艺进行磨料和分级，筛下部分采用干式处理工艺进行磨料和分级；

当不锈钢钢渣为EAF电炉钢渣时，对不锈钢钢渣采用湿法处理工艺进行磨料和分级。

本发明进一步提出一种不锈钢钢渣回收再生利用装置，包括：

钢渣冷却设备，用于根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎；

钢渣处理设备，用于将热焖粉化处理后的不锈钢钢渣进行分拣、筛分、破碎、磁选、棒磨以及重力分选，以将不锈钢钢渣中含镍、铬、铁的渣钢选出；

尾渣加工设备，用于将通过分级拣选的尾渣加工成建材产品或压块烘干以供外运。

优选地，所述钢渣处理设备包括用于对冷却后的不锈钢钢渣进行筛分的振动筛、用于对筛分后的不锈钢钢渣进行破碎处理的破碎机、用于对破碎处理后的不锈钢钢渣进行干式风选的风选机、用于对破碎处理后的不锈钢钢渣进行磨碎的棒磨机、用于对磨碎后的不锈钢钢渣进行跳汰筛选的跳汰机、以及用于将跳汰机筛选出的不锈钢钢渣进行分级的分级机， 所述振动筛、破碎机、风选机、棒磨机、跳汰机以及分级机通过传送装置依次连接。

优选地，所述分级机为螺旋分级机。

优选地，所述尾渣加工设备包括压滤机和烘干机。

本发明提出的不锈钢钢渣回收再生利用方法，与现有的技术相比，具体以下优点：

1、根据不同类型钢渣的特性，有针对性的采用相应的处理工艺和方法，使镍、铬、铁等有价金属可以循环利用，实现了企业的可持续发展；

2、工艺流程短，占地面积小。采用本方法，钢渣的粉化、渣钢分离、尾渣再利用等工序在一套连续的工艺流程中完成，省去了传统工艺中的堆存、倒运等工序，因此流程简洁，占地小；

3、钢渣处理设备包含破碎设备、筛分设备、干式处理设备、湿式处理设备、磁选处理设备、风选处理设备、水处理设备等，不同类型的不锈钢钢渣均可以在本套系统内完成回收处理，只需将系统内的部分设备选择性的予以短路或关闭，系统兼容性强，无重复投资；

4、回收方法环保。在钢渣处理的整个过程中产生的蒸汽和粉尘都采用可靠的手段进行回收、利用并且有组织的排放，而且钢渣处理始终是在湿的状态下进行，在最大程度上降低了处理过程中的扬尘；在钢渣中定量加入酸亚铁（FeSO4），将钢渣中重金属六价铬（Cr^{6 +}）还原成三价铬（Cr³⁺），避免和减轻重金属六价铬（Cr⁶⁺）可能对周围环境造成的危害；

5、综合利用率高，经济效益显著。采用此方法，钢渣中的有价金属可最大程度的得到回收，尾渣的附加值也大大提高。

附图说明

图1为本发明不锈钢钢渣回收再生利用方法优选实施例的流程示意图；

图2为本发明不锈钢钢渣回收再生利用方法的工艺流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种不锈钢钢渣回收再生利用方法。

参照图1和图2，本优选实施例中，不锈钢钢渣回收再生利用方法，包括以下步骤：

步骤S10，根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎；

经铁水预处理产生的氧化渣，在处理过程中炉渣通过扒渣机扒到渣罐中，渣中含金属量很少且炉渣较硬，其金属回收利用价值不高，可直接用往其它领域。对于EAF电炉、AOD转炉、LF精炼炉产生的钢渣，由于倒渣操作和大包铸余等，含有较多的不锈钢金属，因此对于这部分渣必须进行金属的回收利用。

当不锈钢钢渣为EAF电炉渣时，对不锈钢钢渣进行喷淋浸泡冷却处理，根据渣罐中盛渣量确定冷却时间及喷淋冷却水的流量，使热渣直接被水浸泡，加速冷却，待炉渣冷却至一定的温度后，运至翻渣区按照不同的类型翻入指定渣箱，并对倾翻出的钢渣进行渣、钢初拣等预处理作业；

当不锈钢钢渣为AOD转炉渣时，采用热焖工艺进行处理，控制热焖过程中的打水量，保证冷却水大部分被蒸发，以保证干式处理系统（指风选机）的顺行；

当不锈钢钢渣为大包铸余渣时，采用渣罐隔板加喷水冷却的方法进行处理。

在步骤S10中，在钢渣的运输及翻渣作业过程中，使钢渣始终处于湿润状态，从而最大程度地降低了粉尘飞扬造成的环境污染。

步骤S20，将热焖粉化处理后的不锈钢钢渣运至钢渣加工回收线，通过钢渣加工回收线对其进行分拣、筛分、破碎、磁选、棒磨以及重力分选，以将不锈钢钢渣中含镍、铬、铁的渣钢选出；

当不锈钢钢渣为AOD转炉渣时，对不锈钢钢渣进行筛分，筛选出的大颗粒部分采用湿式处理工艺（即通过分选机）进行磨料和分级，筛下部分采用干式处理工艺（包括湿式棒磨机、跳汰机以及螺旋分级机）进行磨料和分级；

当不锈钢钢渣为EAF电炉钢渣时，对不锈钢钢渣采用湿法处理工艺进行磨料和分级。

不锈钢钢渣按类型划分，可分为400系列铁素体钢渣、300系列奥氏体钢渣、200系列奥氏体钢渣；按冶炼过程的不同，可分为转炉（AOD）钢渣和电炉（EAF）钢渣等。其中200系、400系不锈钢钢渣有磁性，300系不锈钢钢渣无磁性；转炉钢渣自然冷却后粉化成粉末状，电炉钢渣遇水冷却后消解成块状或颗粒状。200系、400系不锈钢钢渣有磁性，300系不锈钢钢渣无磁性，因此，可通过磁选的方法选出200系和400系的不锈钢钢渣。

步骤S30，将通过分级拣选的尾渣加工成建材产品或压块烘干以供外运。

经过图2流程回收处理后的不锈钢钢渣，尾渣中残余金属≤ 0.8%，金属回收纯度≥85%，生产的渣钢可返回炼钢车间使用。

干式处理流程得出的风选尾渣经过粉磨机细磨后，比表面积≥420m²/kg，可直接在水泥厂利用，不需要任何加工处理，添加用作水泥的原料。其他类型的尾渣可作为建筑用砂、混凝土配料等。

参照图2，以不锈钢钢渣为EAF电炉钢渣为例具体说明本不锈钢钢渣回收再生利用方法的具体流程：首先，对不锈钢钢渣热渣进行喷淋浸泡冷却处理，根据渣罐中盛渣量确定冷却时间及喷淋冷却水的流量，使热渣直接被水浸泡，加速冷却；待炉渣冷却至一定的温度后，运至翻渣区按照不同的类型翻入指定渣箱，并对倾翻出的钢渣进行渣、钢初拣等预处理作业，初拣处理时，将450mm以上的钢渣使用液压破碎锤进行破碎处理后放入料仓，将0~450mm之间的钢渣存放于料仓；通过带式输送机将料仓中的钢渣运送至振动筛，振动筛筛选出0~10mm的钢渣运至磁选机进行磁选，10~80mm的钢渣运至破碎机（本实施例中为惯性圆锥破碎机），大于80mm的钢渣经过颚式破碎机的破碎运送至钢渣堆场；惯性圆锥破碎机将10~80mm的钢渣破碎至30mm以下，通过风选机的分选，分选出0~6mm尾渣至粉磨机，分选出6~30mm的钢渣依次经湿式棒磨机、跳汰机和螺旋分级机的作用，最后通过压滤机的过滤，烘干机的烘干将尾渣制成泥饼。

进一步地，在步骤S10之前还包括：

步骤S01，向不锈钢钢渣中加入固态硫酸亚铁，以将不锈钢钢渣中的重金属六价铬还原为三价铬。

固态硫酸亚铁的加入量为不锈钢钢渣的1%~3%。因不锈钢钢渣中含有一定量的重金属六价铬（Cr⁶⁺），而六价铬是明确的有害元素，是一种重污染环境物质。为防止和减少六价铬（Cr⁶⁺）产生的危害，将不锈钢钢渣在进行冷却处理前，加入约为钢渣量2%的固态硫酸亚铁（FeSO4）。硫酸亚铁在钢渣处理过程中与潮湿的钢渣充分混合，将钢渣中重金属六价铬（Cr⁶⁺）还原成三价铬（Cr³⁺），从而减轻重金属六价铬（Cr⁶⁺）可能对周围环境造成的危害。

本实施例提出的不锈钢钢渣回收再生利用方法，与现有的技术相比，具体以下优点：

1、根据不同类型钢渣的特性，有针对性的采用相应的处理工艺和方法，使镍、铬、铁等有价金属可以循环利用，实现了企业的可持续发展；

2、工艺流程短，占地面积小。采用本方法，钢渣的粉化、渣钢分离、尾渣再利用等工序在一套连续的工艺流程中完成，省去了传统工艺中的堆存、倒运等工序，因此流程简洁，占地小；

3、钢渣处理设备包含破碎设备、筛分设备、干式处理设备、湿式处理设备、磁选处理设备、风选处理设备、水处理设备等，不同类型的不锈钢钢渣均可以在本套系统内完成回收处理，只需将系统内的部分设备选择性的予以短路或关闭，系统兼容性强，无重复投资；

4、回收方法环保。在钢渣处理的整个过程中产生的蒸汽和粉尘都采用可靠的手段进行回收、利用并且有组织的排放，而且钢渣处理始终是在湿的状态下进行，在最大程度上降低了处理过程中的扬尘；在钢渣中定量加入酸亚铁（FeSO4），将钢渣中重金属六价铬（Cr^{6 +}）还原成三价铬（Cr³⁺），避免和减轻重金属六价铬（Cr⁶⁺）可能对周围环境造成的危害；

5、综合利用率高，经济效益显著。采用此方法，钢渣中的有价金属可最大程度的得到回收，尾渣的附加值也大大提高。

本发明进一步提出一种不锈钢钢渣回收再生利用装置，包括：

钢渣冷却设备，用于根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎；

钢渣处理设备，用于将热焖粉化处理后的不锈钢钢渣进行分拣、筛分、破碎、磁选、棒磨以及重力分选，以将不锈钢钢渣中含镍、铬、铁的渣钢选出。

尾渣加工设备，用于将通过分级拣选的尾渣加工成建材产品或压块烘干以供外运。

具体地，钢渣处理设备包括用于对冷却后的不锈钢钢渣进行筛分的振动筛、用于对筛分后的不锈钢钢渣进行破碎处理的破碎机、用于对破碎处理后的不锈钢钢渣进行干式风选的风选机、用于对破碎处理后的不锈钢钢渣进行磨碎的棒磨机、用于对磨碎后的不锈钢钢渣进行跳汰筛选的跳汰机、以及用于将跳汰机筛选出的不锈钢钢渣进行分级的分级机，振动筛、破碎机、风选机、棒磨机、跳汰机以及分级机通过传送装置依次连接。分级机为螺旋分级机。尾渣加工设备包括压滤机和烘干机。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种不锈钢钢渣回收再生利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎；

将粉化和破碎处理后的不锈钢钢渣运至钢渣加工回收线，通过钢渣加工回收线对其进行分拣、筛分、破碎、磁选、棒磨以及重力分选，以将不锈钢钢渣中含镍、铬、铁的渣钢选出；

将通过分级拣选的尾渣加工成建材产品或压块烘干以供外运；

其中，所述不锈钢钢渣为EAF电炉渣或AOD转炉渣，在所述根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎的步骤中，

当不锈钢钢渣为EAF电炉渣时，对不锈钢钢渣热渣进行喷淋浸泡冷却处理，根据渣罐中盛渣量确定冷却时间及喷淋冷却水的流量，使热渣直接被水浸泡，加速冷却，待炉渣冷却至一定的温度后，运至翻渣区按照不同的类型翻入指定渣箱，并对倾翻出的钢渣进行渣、钢初拣等预处理作业；

当不锈钢钢渣为AOD转炉渣时，采用热焖工艺进行处理，控制热焖过程中的打水量，保证冷却水大部分被蒸发，以保证干式处理系统的顺行；

在所述根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎的步骤之前还包括：

向不锈钢钢渣中加入固态硫酸亚铁，以将不锈钢钢渣中的重金属六价铬还原为三价铬；

所述固态硫酸亚铁的加入量为不锈钢钢渣的1%~3%；

所述将粉化和破碎处理后的不锈钢钢渣运至钢渣加工回收线，通过钢渣加工回收线对其进行分拣、筛分、破碎、磁选、棒磨以及重力分选，以将不锈钢钢渣中含镍、铬、铁的渣钢选出的步骤中，

当不锈钢钢渣为AOD转炉渣时，对不锈钢钢渣进行筛分，筛选出的大颗粒部分采用湿式处理工艺进行磨料和分级，筛下部分采用干式处理工艺进行磨料和分级；

当不锈钢钢渣为EAF电炉钢渣时，对不锈钢钢渣采用湿法处理工艺进行磨料和分级。

2.一种不锈钢钢渣回收再生利用装置，其特征在于，包括：

钢渣冷却设备，用于根据不锈钢钢渣的类型对其进行喷水冷却处理，使不锈钢钢渣充分消解粉化和破碎；

钢渣处理设备，用于将热焖粉化处理后的不锈钢钢渣进行分拣、筛分、破碎、磁选、棒磨以及重力分选，以将不锈钢钢渣中含镍、铬、铁的渣钢选出；

尾渣加工设备，用于将通过分级拣选的尾渣加工成建材产品或压块烘干以供外运；

所述钢渣处理设备包括用于对冷却后的不锈钢钢渣进行筛分的振动筛、用于对筛分后的不锈钢钢渣进行破碎处理的破碎机、用于对破碎处理后的不锈钢钢渣进行干式风选的风选机、用于对破碎处理后的不锈钢钢渣进行磨碎的棒磨机、用于对磨碎后的不锈钢钢渣进行跳汰机筛选的跳汰机、以及用于将跳汰筛选出的不锈钢钢渣进行分级的分级机， 所述振动筛、破碎机、风选机、棒磨机、跳汰机以及分级机通过传送装置依次连接；

不锈钢钢渣回收再生利用装置还包括通过传送装置与所述振动筛筛出尾渣进行磁选的第一磁选机、通过传送装置与所述分级机连接的第二磁选机，以及通过传送装置与所述风选机连接的以将其风选出的尾矿进行粉磨的粉磨机；

所述分级机为螺旋分级机；所述尾渣加工设备包括压滤机和烘干机。