CN107350266A - 一种氧化皮废渣的处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氧化皮废渣的处理系统和方法，包括：水冲刷系统、氧化皮废水渣收集槽、氧化皮废水渣过渡槽、若干氧化皮废渣堆放槽、废水排放管道、废水循环系统、氧化皮转移铲车、钢爪运输系统。本发明提供的处理系统和方法可以解决现有技术中存在的氧化皮废渣打捞方式不便、氧化皮去除废水周期长、废水槽易破裂、不环保等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化皮废渣的处理系统和方法，尤其涉及氧化皮废渣排水和转移的系统和方法。
背景技术
氧化皮又称铁鳞、氧化铁皮，是在钢材加热和轧制过程中，由于表面受到氧化而形成氧化铁层，剥落下来的鱼鳞状物，其外观特征为刚灰色碎片和灰黑色细小颗粒及粉末，碎片呈现金属光泽，具有脆性，断口呈多孔状。氧化铁的主要成分为FeO，并含有少量的Fe3O4，样品主要成分为Fe 70.20%，Mn 0.49%，Ca 0.52%，Al 0.02%，Ti 0.02%，Cu 0.04%，且氧化皮是在钢材加热和轧制过程中必然产生的，无法避免，由于其Fe含量较高，通常可以作为硅铁合金或硼铁的生产原料，也可作为高炉炼铁的部分掺加原料。
现有技术中对于氧化皮的处理方式主要为废水冲刷收集氧化皮废渣，然后自然干燥，当氧化铁含水量低于5%以下时，才被送去硅铁厂作为硅铁合金的原料，然后由于钢铁热轧过程通常为全天连续生产，会源源不断的产生氧化铁皮，且氧化铁皮通常与废水混合，输送至废水槽，其中废水的含量高达70~80%，然后将废水槽中的氧化铁废渣打捞以后堆积，其氧化皮/（氧化皮+废水）的比例也高达20~30%，通常轧钢厂的做法为将氧化铁废渣打捞后堆放，自然干燥、蒸发废水或靠自然地渗废水，通常为静置1~2周以后，废渣的含水量才会低于5%时，其静置除水时间周期太长。且对于轧钢厂而言，每月产生的氧化铁废渣高达1000~2000吨，如不及时处理，会严重堆积，而占用厂房位置，浪费土地资源，且堆放的氧化皮容易造成粉尘污染（通常的氧化铁皮的尺寸在1mm~5cm之间，其中粉末容易造成污染，且浪费铁资源），此外，除了自然蒸发干燥废水外，废水还会渗入土地，造成土地污染，由于长时间地渗透，很容易造成废水槽的坍塌，带来安全隐患（通常氧化皮废渣堆放的地方紧邻废水槽，数千吨的废渣会造成废水槽的槽体破裂），即现有处理氧化铁废渣时存在以下问题：（1）氧化皮干燥周期太长；（2）氧化皮堆放占用大量土地；（3）氧化皮废水地渗存在安全隐患；（4）堆放周期太长会导致粉尘污染，铁资源浪费；（4）氧化皮打捞主要以人工方式打捞。
此外，国家环境保护总局等部门于2008年发布的11号公告中的《限制进口类可用作原料的固体废弃物目录》中列出了轧钢生产的氧化皮，因此氧化皮属于限制进口的固体废弃物，其价值可见，据了解，在硅铁的生产过程中，氧化铁作为主要的原料需求量不断上升，通常75#的硅铁在5000-7000元/吨，氧化皮的价格在400~900元/吨，且硅铁厂对于氧化皮的要求为含铁量高于65%，含水量低于5%，这时，就出现了明显的问题：钢铁厂的氧化铁含水量过高，不能及时干燥而堆积，硅铁厂又需要大量的干燥的氧化皮，且钢铁厂不能使用专用的烘干设备干燥氧化皮废水渣（主要是由于含水量过高，且数千吨的氧化皮使用干燥设备干燥，其成本增加为100~200元/吨），因此钢铁厂通常会采用自然干燥的方法处理氧化皮，从而制约硅铁的生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化皮废渣的处理系统和方法，以期望可以解决现有技术中存在的氧化皮废渣打捞方式不便、氧化皮去除废水周期长、废水槽易破裂、不环保等问题。
本发明所采取的技术方案是提供一种氧化皮废渣的处理系统，其特征在于该氧化皮废渣的处理系统包括：水冲刷系统、氧化皮废水渣收集槽、氧化皮废水渣过渡槽、若干氧化皮废渣堆放槽、废水排放管道、废水循环系统、氧化皮转移铲车、钢爪运输系统。
其中，氧化皮废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽位于地平面以下，槽底包括由石灰和素土组成的槽底层，厚度为20~25cm；然后在槽底层上铺设由碎石子和树脂构成的防渗层，厚度为 15~20cm；最后在防渗层上浇筑石子、水泥、沙子组成的混凝土层，槽壁为钢筋加固的混凝土层，氧化皮废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽均呈倒置梯形或正方形，水槽深度15~20m，水槽开口不小于15m*15m，且紧邻氧化皮废渣堆放槽的氧化皮废水渣过渡槽壁上设有若干排水孔，排水孔位于槽底上方10~14m处，且在氧化皮废水渣收集槽上部0.5~1m处有与氧化皮废水渣过渡槽相通的溢流口。
其中，若干氧化皮废渣堆放槽紧邻氧化皮废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽，且氧化皮废渣堆放槽的槽壁包括混凝土水泥层、防渗层，氧化皮废水渣收集槽的槽底为弧形，槽底设有若干与氧化皮废水渣过渡槽相通的排水孔，且弧形槽底的排水孔呈中央为大孔，向外辐射中孔和小孔分布。
其中，排水孔的大孔孔径为1.5-2.0cm，中孔孔径为1.0-1.5cm，大孔孔径为0.5-1.0cm，排水管为PVC、PP或改性PVC、PP改性管材。
其中，钢爪运输系统包括与废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽向匹配的蛇形轨道，位于轨道下方的钢爪，以及钢爪和轨道的连接结构，抓取和释放氧化皮废渣的钢爪和钢爪在蛇形轨道上的运动均由电脑终端操控。
本发明还提供一种氧化皮废渣的处理方法：（1）当轧钢产生的氧化皮废渣过多时，使用废水将氧化皮废渣经溜槽冲刷至氧化皮废水渣收集槽，部分废水渣上清液通过氧化皮废水渣收集槽上端的溢流口流向氧化皮废水渣过渡槽；（2）控制钢爪沿蛇形轨道上移动，下放钢爪于槽体废水渣内，闭合钢爪，抓取槽底废水渣，升起钢爪，钢爪随轨道移动至任意一个氧化皮废渣堆放槽上方，下放钢爪，开启钢爪，释放废水渣，升起钢爪，返回，多次将氧化皮废水渣收集槽的废水渣运输至氧化皮废渣堆放槽堆放，当堆满时，废水渣经钢爪转移至其余氧化皮废渣堆放槽；（3）氧化皮废渣堆放槽内的氧化皮与废水分离，废水沿氧化皮废渣堆放槽槽底的排水孔经管道返回氧化皮废水渣过渡槽；（4）使用氧化皮转移铲车将氧化皮废渣转移，作为硅铁合金炼制的原料；（5）氧化皮废水渣过渡槽中的废水可循环使用于水冲刷系统，铲车转移后的氧化皮的含水量为3~5wt.%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
（1）氧化皮废水渣收集槽的槽壁为钢筋加固的混凝土层，且氧化皮废渣堆放槽下部设有防渗层，不会因为渗透的原因，造成氧化皮废水渣收集槽槽壁的破裂；
（2）废水沿氧化皮废渣堆放槽槽底的排水孔经管道返回氧化皮废水渣收集槽，加速了氧化皮废渣与废水的分离，分离周期为1~2天，氧化皮废渣的含水量在3~5wt.%范围内，可直接运输至硅铁厂；
（3）在氧化皮废水渣收集槽的上方设有蛇形运输轨道，使钢爪可以下放到氧化皮废水渣收集槽的任何角落，且钢爪在整个抓取，运送，释放的过程中均由电脑终端控制，降低人力消耗，可实现连续捞渣过程；
（4）由于氧化皮和废水分离周期大大减短，减少了废渣占地面积和且有利于防止环境污染；
（5）废水循环利用，减少水资源浪费，实现能源再利用，既可节约资源，又可减少对环境的污染；
（6）通常，废水渣中的氧化铁的密度大于水，会沉积于氧化皮废水渣收集槽槽底，但废水渣中也存在质量较轻的小颗粒氧化铁或氧化泥会漂浮于废水渣上方，且由于废水不断连续循环流动，废水渣中的氧化铁难以沉积，不利于废水返回轧钢系统中，因此在系统中加入氧化皮废水渣过渡槽，方便氧化铁的沉积和提高废水的利用率；
（7）在一种氧化皮废渣的处理系统中加入若干氧化皮废渣堆放槽，有利于废水渣中氧化铁和废水的分离，提高分离效率，减短氧化铁存放周期，提高效率。
附图说明
图1为氧化皮废渣的处理系统示意图和氧化皮废渣堆放槽槽底排水孔的放大图。附图标记：（1）蛇形轨道；（2）钢爪；（3）废水溜槽；（4）钢筋加固的混凝土层；（5）防渗层；（6）氧化皮废渣；（7）废水；（8）排水管道；（9）铲车；（10）混凝土层。
图2为氧化皮废渣的处理系统流程图。
具体实施方式
一种氧化皮废渣的处理系统，其特征在于该氧化皮废渣的处理系统包括：水冲刷系统、氧化皮废水渣收集槽、氧化皮废水渣过渡槽、若干氧化皮废渣堆放槽、废水排放管道、废水循环系统、氧化皮转移铲车、钢爪运输系统。其中氧化皮废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽位于地平面以下，槽底包括由石灰和素土组成的槽底层，厚度为20~25cm；然后在槽底层上铺设碎石子和树脂构成的防渗层，厚度为 15~20cm；最后在防渗层上浇筑石子、水泥、沙子组成的混凝土层，槽壁为钢筋加固的混凝土层，氧化皮废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽均呈倒置梯形或正方形，水槽深度15~20m，水槽开口不小于15m*15m，且紧邻氧化皮废渣堆放槽的氧化皮废水渣过渡槽壁上设有若干排水孔，排水孔位于槽底上方10~14m处，且在氧化皮废水渣收集槽上部0.5~1m处有与氧化皮废水渣过渡槽相通的溢流口；此外，若干氧化皮废渣堆放槽紧邻氧化皮废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽，且氧化皮废渣堆放槽的槽壁包括混凝土水泥层、防渗层，氧化皮废水渣收集槽的槽底为弧形，槽底设有若干与氧化皮废水渣过渡槽相通的排水孔，且弧形槽底的排水孔呈中央大孔，向外辐射中孔和小孔分布。其中排水孔的大孔孔径为1.5-2.0cm，中孔孔径为1.0-1.5cm，大孔孔径为0.5-1.0cm，排水管为PVC、PP或改性PVC、改性PP管材，钢爪运输系统包括与废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽向匹配的蛇形轨道，位于轨道下方的钢爪，以及钢爪和轨道的连接结构，抓取和释放氧化皮废渣的钢爪和钢爪在蛇形轨道上的运动均由电脑终端操控。
一种氧化皮废渣的处理方法：（1）当轧钢产生的氧化皮废渣过多时，使用废水将氧化皮废渣经溜槽冲刷至氧化皮废水渣收集槽，部分废水渣上清液通过氧化皮废水渣收集槽上端的溢流口流向氧化皮废水渣过渡槽；（2）控制钢爪于蛇形轨道上移动，下放钢爪于槽体废水渣内，闭合钢爪，抓取槽底废水渣，升起钢爪，钢爪随轨道移动至任意一个氧化皮废渣堆放槽上方，下放钢爪，开启钢爪，释放废水渣，升起钢爪，返回，多次将氧化皮废水渣收集槽的废水渣运输至氧化皮废渣堆放槽堆放，当堆满时，废水渣经钢爪转移至其余氧化皮废渣堆放槽；（3）氧化皮废渣堆放槽内的氧化皮与废水分离，废水沿氧化皮废渣堆放槽槽底的排水孔经管道返回氧化皮废水渣过渡槽；（4）使用氧化皮转移铲车将氧化皮废渣转移，作为硅铁合金炼制的原料；（5）氧化皮废水渣过渡槽中的废水可循环使用于水冲刷系统，经静置1~2天后，氧化皮的含水量为3~5wt.%。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (7)
1.一种氧化皮废渣的处理系统，其特征在于该氧化皮废渣的处理系统包括：水冲刷系统、氧化皮废水渣收集槽、氧化皮废水渣过渡槽、若干氧化皮废渣堆放槽、废水排放管道、废水循环系统、氧化皮转移铲车、钢爪运输系统。
2.如权利要求1所述的氧化皮废渣的处理系统，其特征在于氧化皮废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽位于地平面以下，槽底包括由石灰和素土组成的槽底层，厚度为20~25cm；然后在槽底层上铺设由碎石子和树脂构成的防渗层，厚度为 15~20cm；最后在防渗层上浇筑石子、水泥、沙子组成的混凝土层，槽壁为钢筋加固的混凝土层，氧化皮废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽均呈倒置梯形或正方形，水槽深度15~20m，水槽开口不小于15m*15m，且紧邻氧化皮废渣堆放槽，氧化皮废水渣过渡槽壁上设有若干排水孔，排水孔位于槽底上方10~14m处，且在氧化皮废水渣收集槽上部0.5~1m处有与氧化皮废水渣过渡槽相通的溢流口。
3.如权利要求1或2所述的氧化皮废渣的处理系统，其特征在于若干氧化皮废渣堆放槽紧邻氧化皮废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽，且氧化皮废渣堆放槽的槽壁包括混凝土水泥层、防渗层，氧化皮废水渣收集槽的槽底为弧形，槽底设有若干与氧化皮废水渣过渡槽相通的排水孔，且弧形槽底的排水孔呈中央为大孔，向外辐射中孔和小孔分布。
4.如权利要求1~3任一项所述的氧化皮废渣的处理系统，其特征在于排水孔的大孔孔径为1.5-2.0cm，中孔孔径为1.0-1.5cm，小孔孔径为0.5-1.0cm，排水管为PVC、PP或改性PVC、改性PP管材。
5.如权利要求1~4任一项所述的氧化皮废渣的处理系统，其特征在于钢爪运输系统包括与废水渣收集槽和氧化皮废水渣过渡槽向匹配的蛇形轨道，位于轨道下方的钢爪，以及钢爪和轨道的连接结构，抓取和释放氧化皮废渣的钢爪和钢爪在蛇形轨道上的运动均由电脑终端操控。
6.一种氧化皮废渣的处理方法，其特征在于包括以下步骤：（1）当轧钢产生的氧化皮废渣过多时，使用废水将氧化皮废渣经溜槽冲刷至氧化皮废水渣收集槽，部分废水渣上清液通过氧化皮废水渣收集槽上端的溢流口流向氧化皮废水渣过渡槽；（2）控制钢爪于蛇形轨道上移动，下放钢爪于槽体废水渣内，闭合钢爪，抓取槽底废水渣，升起钢爪，钢爪沿轨道移动至任意一个氧化皮废渣堆放槽上方，下放钢爪，开启钢爪，释放废水渣，升起钢爪，返回，多次将氧化皮废水渣收集槽的废水渣运输至氧化皮废渣堆放槽堆放，当堆满时，废水渣经钢爪转移至其余氧化皮废渣堆放槽；（3）氧化皮废渣堆放槽内的氧化皮与废水分离，废水沿氧化皮废渣堆放槽槽底的排水孔经管道返回至氧化皮废水渣过渡槽；（4）使用氧化皮转移铲车将氧化皮废渣转移，作为硅铁合金炼制的原料；（5）氧化皮废水渣过渡槽中的废水可循环使用于水冲刷系统。
7.如权利要求6所述的氧化皮废渣的处理方法，其特征在于铲车转移后的氧化皮的含水量为3~5wt.%。
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