CN108118111A - 一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，包括如下步骤：1）在硅锰合金除尘灰中加入质量百分比为0.5‑6%的粘结剂和0.5‑5%的添加剂，然后加入CaO调节二元碱度为1‑3.5，将其混合均匀，得A品；2）在A品中加水后进行造球，得B品；3）将B品放置在常温下干燥至少24小时，然后再在250‑300℃干燥2‑4小时，得到的复合渣剂具有强度高、熔点低、粘度适宜的优点。本发明具有能够提高除尘灰回收利用率和附加值的特点。

Description

一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺
技术领域
本发明涉及一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，属于冶金领域。
背景技术
硅锰合金主要含有Mn、Si、Fe三种元素，还含有少量的碳及其它元素，是铁合金生产中产量大、用途广的一种合金。普通硅锰合金主要用在转炉炼钢中，常用作复合脱氧剂及合金剂使用，高硅锰合金是冶炼精炼锰铁和金属锰的还原剂，此外，锰还可以减少钢的热脆现象，改善钢的力学性能。铁合金在生产过程中会产生像除尘灰这种固体废弃物，其种类多、成分差异大、粒度细，在风力的作用下会四处飘散，污染空气。其中的一些重金属元素，会对土壤和地下水造成污染。除尘灰对生产环境污染严重，难以控制。采用除尘灰进行配料烧结会影响烧结矿的透气性，使烧结矿质量下降，直接返炉二次冶炼，会造成炉况不稳定。若大量堆积得不到利用，势必会造成资源的浪费和环境污染，所以其循环利用对资源节约和环境保护有着重大的意义。
目前国内外对硅锰合金除尘灰的回收利用主要是配料烧结及球团，部分除尘灰会用到浸出工艺，从而达到回收其中有价金属的目的。但是这些方法存在综合利用效率不高，影响后续工艺生产等问题。目前，还没有更好的办法来处理除尘灰，而一些小型的铁合金企业对无法使用的除尘灰，只能采取堆存方式进行处理。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺。本发明能够提高除尘灰回收利用率和附加值。
本发明的技术方案：一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，包括如下步骤：
1)在硅锰合金除尘灰中加入质量百分比为0.5-6％的粘结剂和0.5-5％的添加剂，然后加入CaO调节二元碱度为1-3.5，将其混合均匀，得A品；
2)在A品中加水后进行造球，得B品；
3)将B品放置在常温下干燥至少24小时，然后再在250-300℃干燥2-4小时，得复合渣剂。
前述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，所述粘结剂为水泥、膨润土、水玻璃中的一种或多种。
前述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，所述水泥为硅酸盐水泥、膨润土、水玻璃中的一种或多种。
前述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，所述添加剂为炭质还原剂。
前述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，所述炭质还原剂为木炭粉或焦炭粉。
前述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，所述造球是将A品利用圆盘造球机进行造球，造球时加入的水的质量百分比为9-12％，造球的球团粒度为10-12mm。
前述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，所述步骤3)中，是将B品放置在常温下干燥24小时，然后再在马弗炉、加热炉或烟道内在280℃干燥3小时。
本发明的有益效果
本发明通过对除尘灰进行优化配比，将其制备成强度高、熔点低、粘度适宜、成分均匀的复合渣剂，将其应用在钢铁冶炼中，可以大大改善其冶炼效果，实现了除尘灰的高效回收和综合利用，实现了除尘灰的变废为宝，环保效益更好，附加值更高。
附图说明
附图1为不同二元碱度的复合造渣剂的粘度。
其中：(a)：R＝1.5，(b)：R＝2，(c)：R＝2.5，(d)：R＝3。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
以下实施例中所用硅锰合金除尘灰的化学组成如表1所示。
表1本发明使用的硅锰除尘灰的化学组成
组分 Mn SiO2 CaO MgO Fe 其他
含量 20.17 20.45 17.54 4.21 12.7 24.93
实施例1：一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，步骤如下：
原料配比：以硅酸盐水泥作粘结剂，加入量为2-6％；加入2％的添加剂，加入CaO调节混合料二元碱度为2；
造球：利用圆盘造球机进行造球，加水总量为12％，粒度达到要求后继续滚动15min，生球粒度12mm；
球团干燥：将球团放置在常温下自然干燥24小时，在马弗炉内250-300℃下干燥3小时。
最后对干燥后的球团进行抗压强度和落下强度检测，具体数据见表2。
实施例2：一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，步骤如下：
原料配比：以膨润土作粘结剂，加入量为0.5％-2.5％；加入2％的添加剂，加入CaO调节混合料二元碱度为2；
造球：利用圆盘造球机进行造球，加水总量为11％，粒度达到要求后继续滚动10min，生球粒度12mm；
球团干燥：将球团放置在常温下自然干燥28小时，在加热炉内280-300℃下干燥3-4小时。
最后对干燥后的球团进行抗压强度和落下强度检测，具体数据见表3。
实施例3：一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，步骤如下：
原料配比：以水玻璃作粘结剂，加入量为2％-6％；加入2％的添加剂，加入CaO调节混合料二元碱度为2；
造球：利用圆盘造球机进行造球，加水总量为10％，粒度达到要求后继续滚动15min，生球粒度11mm；
球团干燥：将球团放置在常温下自然干燥30小时，在烟道内250-280℃下干燥3-4小时。
最后对干燥后的球团进行抗压强度和落下强度检测，具体数据见表4。
实施例4：一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，步骤如下：
原料配比：以膨润土为粘结剂，加入量为2％，添加剂为1-5％，加入CaO调节碱度为1-2.5；
造球：利用圆盘造球机进行造球，加水总量为11％，粒度达到要求后继续滚动10min，生球粒度12mm；
球团干燥：将球团放置在常温下自然干燥24小时，在马弗炉内300℃下干燥3小时。
将球团破碎研磨至0.074mm(200目)以下，对其进行熔点检测，检测结果见表5,复合渣剂的熔点可以将至1350℃以下。
将球团破碎成粉末，添加剂量为2％，对其进行粘度检测，检测结果见图1。可以获得不同碱度条件下适应的粘度(高温粘度小于0.5Pa.S)。
实施例5：一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，步骤如下：
针对某钢厂公称容量60吨交流电弧炉，应用以下技术方案对复合造渣剂进行工业利用。
结合实施例1-4，以膨润土作为粘结剂，膨润土用量为2％，二元碱度为2、2.5，添加剂用量为2％，干燥温度300℃，由此所制得的球团造渣剂作为电炉添加原料。
根据造渣工艺碱度控制要求，使用复合造渣剂后，对石灰、白云石等常规造渣料的投入量、投料批次、投入时间等进行适度调整。
电炉冶炼过程中其他工艺操作及终点控制标准均不改变。
共进行12炉次的复合造渣剂应用冶炼，复合造渣剂的加入量为35.1-50.3kg/t，大部分在熔化期加入，少部分在氧化期加入，应用具体数据结果见表6。
表2水泥为粘结剂时球团强度
表3膨润土为粘结剂时球团强度
表4水玻璃为粘结剂时球团强度
表5造渣剂的熔点检测数据
表6造渣剂在电炉中的应用数据
上述实施例1-3中，以硅酸盐水泥、膨润土、水玻璃作为粘结剂，在特定的工艺条件下都能取得适宜的效果，满足工业对球团强度的要求。
上述实施例4中，根据混合料碱度的不同，以及添加剂的加入，使得所制备成的复合造渣剂的熔点和粘度发生变化，在特定工艺条件下，可以制得熔点低、粘度适宜的复合造渣剂。
特种添加剂的加入，使得所制备的球团复合渣剂在高温下物相组成发生变化，从而导致其熔点和粘度发生变化。
上述实施5中，在电炉冶炼中加入复合造渣剂，均能使石灰、白云石、氧化铁皮用量减少，同时使冶炼周期缩短。当复合造渣剂用量达到41.3kg/t以上后，可以完全替代氧化铁皮用量。冶炼周期最多可缩短2.5分钟以上(缩短冶炼周期约％)，对节约能耗有十分重要的意义，并且实现了硅锰合金除尘灰的资源化利用。

Claims (7)

1.一种硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，其特征在于：包括如下步骤：
1）在硅锰合金除尘灰中加入质量百分比为0.5-6%的粘结剂和0.5-5%的添加剂，然后加入CaO调节二元碱度为1-3.5，将其混合均匀，得A品；
2）在A品中加水后进行造球，得B品；
3）将B品放置在常温下干燥至少24小时，然后再在250-300℃干燥2-4小时，得复合渣剂。
2.根据权利要求1所述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，其特征在于：所述粘结剂为水泥、膨润土、水玻璃中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥、膨润土、水玻璃中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，其特征在于：所述添加剂为炭质还原剂。
5.根据权利要求4所述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，其特征在于：所述炭质还原剂为木炭粉或焦炭粉。
6.根据权利要求1所述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，其特征在于：所述造球是将A品利用圆盘造球机进行造球，造球时加入的水的质量百分比为9-12%，造球的球团粒度为10-12mm。
7.根据权利要求1所述的硅锰合金除尘灰制备复合渣剂的工艺，其特征在于：所述步骤3）中，是将B品放置在常温下干燥24小时，然后再在马弗炉、加热炉或烟道内在280℃干燥3小时。
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