CN106145720B

CN106145720B - 一种钢渣粉的加工方法

Info

Publication number: CN106145720B
Application number: CN201510141254.XA
Authority: CN
Inventors: 王如意; 张永杰; 向顺华; 陈荣欢
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2019-01-15
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: CN106145720A

Abstract

本发明提供一种钢渣粉加工的方法，包括如下步骤：原料钢渣直接破碎成一定粒径的颗粒料，此颗粒料选除部分铁后，送入蒸汽流粉碎机粉碎加工，经分级收集而得钢渣粉；所述钢渣粉d50为3‑15μm。粉碎加工中，蒸汽流粉碎机所用蒸汽压力0.32～0.45MPaMPa、温度270～400℃，同时向蒸汽流粉碎机通入CO₂气体。蒸汽流粉碎机底部沉降的钢渣富铁底料，底料通过磁选分离出总铁量≤30％的底料尾料，混入钢渣颗粒料中再次进入蒸汽硫粉碎机粉碎。该方法用出钢后熔融钢渣经急冷处理后无需干燥直接加工处理为钢渣粉；所得的钢渣粉产品活性高、游离氧化钙含量低；原位实现钢渣的直接产品化，节省了运输成本，简化了加工过程。

Description

一种钢渣粉的加工方法

技术领域

本发明属于钢渣加工技术领域，具体为一种钢渣粉的加工方法。

背景技术

钢渣微粉化是拓宽钢渣利用途径和提高其附加值利用的重要方向，钢渣微粉可以用作水泥或混凝土的矿物外加剂，也可以用于涂料、玻璃钢、人造大理石、纸张和肥料等的填料。钢渣微粉用作建材时，其具有有耐磨、水化热量小、耐盐碱腐蚀，且同矿渣微粉相比具有一定的价格优势。由于钢渣既难破又难磨，粉磨效率低，电耗高，粉磨成本高，如何提高粉磨效率，降低粉磨电耗，直接影响到钢渣资源的综合利用水平。

传统钢渣微粉化加工技术主要有机械磨(球磨、辊压磨、辊磨+球磨)和气流磨两种加工技术，前者存在着需预烘干、设备磨损大和能耗高的缺点；后者存在预烘干、产能小和能耗高的缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种钢渣粉加工的方法，该方法用出钢后熔融钢渣经急冷处理后无需干燥直接加工处理为钢渣粉；本发明在加工过程具有分离金属铁和降低钢渣中游离氧化钙的作用，有利于钢渣粉的直接应用；本发明所得的钢渣粉产品活性高、游离氧化钙含量低；本发明原位实现钢渣的直接产品化，节省了运输成本，简化了加工过程。

本发明的技术方案如下：

一种钢渣粉加工的方法，其特征在于包括如下步骤：

原料钢渣直接破碎至合适粒径而得钢渣颗粒料，将此颗粒料选除部分铁后，送入蒸汽流粉碎机进行粉碎，通过分级控制由除尘器收得d50为3-15μm钢渣粉；蒸汽流粉碎机底部沉降的钢渣富铁底料，底料通过磁选分离出总铁量≤30％的底料尾料，混入钢渣颗粒料中再次进入蒸汽硫粉碎机粉碎；

在所述蒸汽流粉碎处理过程中，向蒸汽流粉碎机通入CO₂气体；蒸汽流粉碎机的蒸汽压力0.32～0.45MPa、温度270～400℃。

根据本发明所述钢渣粉加工的方法，所述原料钢渣直接破碎后颗粒料粒径为3mm筛余≤5％。

根据本发明所述钢渣粉加工的方法，所述除铁后钢渣颗粒料的金属铁质量含量≤3％。

根据本发明所述钢渣粉加工的方法，经所述加工方法得到的钢渣粉金属铁质量含量≤2％。

根据本发明所述钢渣粉加工的方法，所述原料钢渣为出钢后熔融钢渣经急冷处理后的钢渣。

根据本发明所述钢渣粉加工的方法，优选的是，所述除铁为通过磁选机进行磁选的方法除铁。

根据本发明所述钢渣粉加工的方法，优选的是，经所述加工方法得到的钢渣粉为d50为3-15μm，金属铁质量含量≤2％；进一步优选的是d50为5-12μm，金属铁质量含量≤1.0％。

根据本发明所述钢渣粉加工的方法，所述蒸汽流粉碎机的底部沉降得到富铁钢渣底料，所述富铁底料经磁选分离而得总铁质量含量≤30％底料尾料，混入钢渣颗粒料中送入蒸汽流粉碎机再次粉碎；得到总铁质量含量>30％富铁料返回冶金生产利用。

发明详述：

本发明的技术构思为：一方面如传统机械粉碎加工方法一样微粉化激发钢渣的活性，使得钢渣粉成为活性材料；利用蒸汽流粉碎机来粉碎加工钢渣，控制进料钢渣的一定粒径，使其无需预烘干即可直接加入到粉碎机中，从而省却传统的机械磨需预烘干的环节。另一方面加工过程中创造有利条件，利用磁选、化学转化手段分离、转化钢渣中的非活性相，进而使得钢渣粉活性高、稳定性好。

蒸汽流粉碎加工技术利用过热蒸汽作为载体，过热蒸汽经超音速喷嘴加速到近千米/秒形成高速蒸汽流，使加入到其中的钢渣因相互间碰撞、摩擦等多力耦合作用而粉碎，样品无需预烘干，能很好克服机械和气流粉碎的缺点，可以低成本、规模化的加工钢渣粉，且特别适于加工超细粉体。同时钢渣的蒸汽流粉碎加，钢渣粉在饱和蒸汽环境下粉碎加工，对消解钢渣的游离氧化钙有积极作用，对钢渣中游离氧化钙含量相对较高的钢渣特别适用如滚筒渣、热泼渣等。钢渣加工过程中部分含铁量高的钢渣料因为沉降的作用为降落在粉碎机的底部，进而可以收集回收另作他用，具有自然的分选作用。

本发明钢渣破碎除铁至适宜的粒径，一方面适宜的粒径可保证磁选除金属铁的效果，破碎除铁可以回收钢渣中的金属铁，同时也起到分离钢渣中非活性相的作用。另一方面蒸汽流粉碎的原理是过热蒸汽作为载体，蒸汽经蒸汽流粉碎机的喷嘴加速高速蒸汽流，同时形成高强卷吸动力，使加入到粉碎机中的物料被卷吸进入蒸汽流中，蒸汽流粉碎机中喷嘴对称布置，蒸汽流携带的钢渣颗粒料经相互间碰撞等作用而粉碎；因为钢渣的比重大且原始颗粒一般在 5mm以上，适宜的粒径才能使高速蒸汽流卷吸钢渣，使钢渣不至于重力过大而过多沉的落到粉碎机底部；钢渣的粒径也不能过小，一方面钢渣之间相互碰撞的作用力差，另一方面，钢渣粒径过小时，因原始钢渣本身含有一定的水分，过小时水会和钢渣的游离氧化钙等发生反应，造成钢渣颗粒料间相互间粘附，如不烘干很难直接加入到粉碎机中去。

在本发明中对作为载体的蒸汽温度和压力需要一定的要求是因为：一定的温度和压力下的蒸汽才能在喷嘴的作用下产生近千米/秒的蒸汽流，进而才能卷吸钢渣颗粒料。另一方面一定的蒸汽组分和温度条件才能保证钢渣中游离氧化钙的消解和转化效果。

钢渣中的非活性物相主要是游离氧化钙相(fCaO)、氧化亚铁相、金属铁相和游离氧化镁相等，蒸汽流粉碎加工时，过热蒸汽中的水份和钢渣中的游离氧化钙(fCaO)会发生反应生成Ca(OH)₂，生成的Ca(OH)₂、钢渣本身原含有的Ca(OH)₂会和通入的CO₂及空气中的CO₂发性反应生成CaCO₃，过热蒸汽的组分和温度条为这种连锁反应的进行创造了条件，同时钢渣颗粒料粉碎成微米级的加工过程又为此这种反应的加速进行创造了条件。此种连锁反应一方面部分消解了钢渣存在的fCaO，对钢渣的稳定化和后续利用有利；另一方面反应生成的CaCO₃为活性混和材，对提高钢渣粉的活性有利。

钢渣蒸汽流粉碎加工过程中，粉碎机中通入CO₂的原因是提高粉碎机中CO₂组份的含量，强化和促进钢渣本身和生成的Ca(OH)₂转化为CaCO₃，进而提高钢渣粉产品的活性和稳定性。

钢渣粉碎加工过程中，一些富铁相的颗粒因为比重大的原因，在重力、分级区离心力和抽力平衡等作用下沉降落到粉碎机底部，形成了伴生的分离效果。此富铁相总铁、金属铁含量均较高，通过磁选可分离其中的富铁相，用作冶金返生产料，其余尾料部分可重新加入破碎后的钢渣颗粒料中再次加工利用。

钢渣的微粉化才能激发钢渣的活性，钢渣的活性不像钢渣那样越细越好，钢渣在一定粒径区间内活性才能满足国家标准的要求，采用本技术发明的思路，有效地分离和转化了钢渣中的非活性相，提高了钢渣的活性相组分含量，从而拓宽了活性满足国家标准要求的钢渣粉粒径范围。

优选地，原始钢渣经破碎除铁后的粒径为3mm筛余≤5％，金属铁含量小于3％。为了钢渣料无需预烘干加入到粉碎机中，且保证粉碎的效果，进入粉碎机的钢渣料颗粒粒径一般要求小于3mm,最好为1-2mm。

优选地，所述蒸汽流加工粉碎后钢渣粉粒径d50为3～15μm；钢渣粉在一定的粒度范围内活性较佳，同时考虑加工的经济性及满足国家标准GB/T20491-2006用于水泥和混凝土中的钢渣粉相关指标要求，钢渣粉的粒径要控制在一定范围内，最好d503～15μm。

优选地，蒸汽压力0.32～0.45MPaMPa、温度270～400℃；为了保证进入粉碎机钢渣颗粒的粉碎效果，和钢渣中非活性相的转化效果，蒸汽的压力和温度需要满足上述条件。

优选地，为了强化和促进蒸汽流粉碎机中钢渣在粉碎加工过程中非活性相的转化效果，粉碎机中通入CO₂气体。

本发明方法应用出钢后熔融钢渣经急冷处理的钢渣，无需干燥直接加工处理，较传统的机械磨方式；加工过程具有分离金属铁作用，有利于钢渣粉的直接应用；可原位实现钢渣的直接产品化，较传统的易地加工再产品化方式，节省了运输成本，简化了加工过程。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种钢渣粉加工方法，其加工程序简单，易操作，能耗低，可规模化应用，可实现钢渣的原地直接产品化；同时加工过程可实现分离和转化钢渣中的非活性相的作用，对提高钢渣粉的活性和稳定性，直接回收金属铁有利。应用本发明方法所生产的钢渣粉产品活性高、游离氧化钙含量低。加工过程具有消解游离氧化钙的作用，较传统的机械磨方式，有利用钢渣粉的稳定和活性提高。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：钢渣粉加工方法：

某钢厂出钢后的熔融态钢渣，采用滚筒法处理，原料钢渣及加工而成的钢渣粉的理化性质如表1所示，滚筒渣由料仓通过皮带输送的方式，采用辊压磨破碎处理，处理后2.5mm筛余小于5％，钢渣颗粒通过磁选机进行磁选后，钢渣中金属铁含量为1.5％,通过蒸汽流粉碎机入口加入粉碎机中，按设计的5t/h加入钢渣颗粒料,使用温度为280℃、压力0.40MPa的蒸汽作为加工介质，通过分级机的转速控制加工而成的钢渣粉d50为7.5μm，钢渣粉的表面积为486m²/kg，7d和28d活性指数分别为82％和93％，达到了GB20491“用于水泥和混凝土中钢渣粉”1级品的要求；钢渣粉的化学成分见表1。加工过程中不间断通入含量99％的CO2气体.蒸汽粉碎机底部收集的底料约为0.2t/h,通过磁选方式分离出总铁含量34.85％且金属铁含量12.32％的钢渣富铁料0.12t/h，剩余0.08t/h钢渣料从混入到经破碎磁选的钢渣原料中再次粉碎。

钢渣原料和钢渣粉化学成分(％)

	SiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	CaO	MgO	MnO	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	F.CaO	M.Fe	FeO	TFe
											钢渣原料	11.40	1.25	38.97	10.94	1.89	1.79	4.15	3.30	10.9	24.61
钢渣粉	12.58	1.28	43.27	10.56	1.83	2.01	2.51	0.98	9.46	18.90

实施例2：钢渣粉加工方法：

某钢厂出钢后的熔融态钢渣，采用热泼法处理，处理钢渣的理化性质如表1所示，热泼渣由料仓通过皮带输送的方式，采用辊压磨破碎处理，处理后3mm筛余小于5％，钢渣颗粒通过磁选机进行磁选后，钢渣中金属铁含量为1.8％,通过蒸汽流粉碎机入口加入粉碎机中，按设计的6t/h加入钢渣颗粒料,使用温度为310℃、压力0.34MPa的蒸汽作为加工介质，通过分级机的转速控制加工而成的钢渣粉d50为10μm，钢渣粉的表面积为448m²/kg，7d和28d活性指数分别为80％和87％，达到了GB20491“用于水泥和混凝土中钢渣粉”1级品的要求；钢渣粉的化学成分见表1。加工过程中不间断通入含量99％的CO₂气体.蒸汽粉碎机底部收集的底料约为0.3t/h,通过磁选方式分离出总铁含量35.76％且金属铁含量13.71％的钢渣富铁料0.14t/h，剩余0.16t/h钢渣料从混入到经破碎磁选的钢渣原料中再次粉碎。

钢渣原料和钢渣粉化学成分(％)

	SiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	CaO	MgO	MnO	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	F.CaO	M.Fe	FeO	TFe
											原料钢渣	11.34	1.39	39.10	10.51	1.82	1.78	3.72	5.30	11.57	25.13
钢渣粉	12.03	1.31	42.84	10.48	1.85	1.89	1.98	1.33	9.61	19.22

Claims

1.一种钢渣粉加工的方法，其特征在于包括如下步骤：

原料钢渣直接破碎而得钢渣颗粒料，将此颗粒料选除部分铁后，送入蒸汽流粉碎机进行粉碎，通过分级控制由除尘器收得d50为3-15μm钢渣粉；蒸汽流粉碎机底部沉降的钢渣富铁底料，底料通过磁选分离出总铁量≤30％的底料尾料，混入钢渣颗粒料中再次进入蒸汽硫粉碎机粉碎；

在所述蒸汽流粉碎处理过程中，向蒸汽流粉碎机通入CO₂气体；蒸汽流粉碎机所用蒸汽压力0.32～0.45MPa、温度270～400℃；

所述原料钢渣直接破碎后颗粒料粒径为3mm筛余≤5％。

2.根据权利要求1所述钢渣粉加工的方法，其特征在于，所述除铁后钢渣颗粒料的金属铁质量含量≤3％。

3.根据权利要求1所述钢渣粉加工的方法，其特征在于，经所述加工方法得到的钢渣粉金属铁质量含量≤2％。

4.根据权利要求1所述钢渣粉加工的方法，其特征在于，所述原料钢渣为出钢后熔融钢渣经急冷处理后的钢渣。

5.根据权利要求1所述钢渣粉加工的方法，其特征在于，所述除铁为通过磁选机进行磁选的方法除铁。