CN108220511B - 一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，属于铁合金矿热炉技术领域。该方法的步骤为：熔渣经过渣罐溢流到熔渣沟内；熔渣沟流入水渣沟内的渣被从冲制箱喷出的高速水流破碎、水淬粒化；渣水混合物经水渣沟流入缓冲塔内继续冷却；缓冲塔内的渣水混合物经出口装置直接流入到过滤池中；过滤池中的水经过过滤管过滤，通过水泵输送到渣处理水池中；水池中的水通过水泵输送到冲制箱冲渣循环利用；过滤池中的水渣由水渣抓斗抓出。本发明工艺简单，流程合理，可很好地保证渣的粒化程度，使渣水分离更彻底，极大的减少蒸汽排放量，减少对环境的污染，易于工业化实施。

Description

一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法

技术领域

本发明涉及铁合金矿热炉技术领域，更具体地说是涉及一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法。

背景技术

目前，在铁合金矿热炉生产工艺中，传统的铁合金渣处理方法比较单一，基本采用沉淀池泡渣水淬方法处理，用渣罐车将熔渣运到泡渣池，直接将高温熔渣倒入池中，炉渣遇水急冷水淬粒化，然后用抓斗将水渣抓至渣场，自然脱水后外运。

虽然铁合金矿热炉渣得以处理利用，但是存在以下缺点：泡渣法有放炮现象，存在安全隐患；渣水分离不彻底，渣中含水率高；水渣质量较差；易产生大量渣棉及蒸汽污染环境；运输成本较高。

中国专利公开号：CN101265039A，公开日：2008年9月17日，公开了一种环保型底滤法高炉炉渣处理设备及处理方法，描述了高炉炉渣底滤法处理装置及方法，该装置包括水渣粒化池，所述水渣粒化池包括粒化池入口装置和粒化池出口装置，所述粒化池入口装置上安装有粒化器，所述水渣粒化池内设置有粒化池冷凝喷淋装置，所述粒化池出口装置连接过滤池，所述过滤池下游通过上塔泵连接一个冷却塔。由于铁合金矿热炉渣相比于高炉渣有更大的粘度，更高的温度，该设备仅应用于高炉渣处理工艺中，在铁合金矿热炉渣处理工艺中未见应用，该装置设有冷却塔、粒化塔、入口装置、过滤池，建设投资费用高，运行维护成本较高，且该装置过滤池对于渣中含水率的改进效果不明显，水渣抓斗抓渣时存在的问题也未作改善。

发明内容

发明要解决的技术问题

针对目前铁合金矿热炉渣处理方法较为单一，处理渣时运输成本高，水渣质量差，渣中含水率高等问题，本发明提供了一种新型铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，优化设计了现有高炉炼铁渣处理方法，减少了运输成本，提高了水渣质量，降低了渣中含水率，最大程度满足了铁合金矿热炉渣处理工艺设备生产运行需求。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，具体包括以下步骤：

一、溢流：铁合金矿热炉渣经铁水包渣铁分离后，熔渣经过渣罐溢流到熔渣沟内；

二、破碎：所述的熔渣沟内的熔渣流入水渣沟时被冲制箱喷出的高速水流破碎、水淬粒化，得到渣水混合物；

三、冷却：所述的渣水混合物经水渣沟流入缓冲塔内继续冷却；

四、过滤：所述的缓冲塔中的渣水混合物经过缓冲塔出口装置直接流入到过滤池中进行过滤。

进一步地，所述步骤二中的冲制箱在冲渣时的水压范围为0.20～0.25MPa，可将渣流打散，所述水渣沟的坡度不低于6％，使渣水混合物能更容易流入缓冲塔，防止渣沟堵塞。

进一步地，所述步骤二中的水渣沟上方设有盖板，减少冲渣过程中蒸汽的溢出。

进一步地，所述步骤三中的缓冲塔由烟囱、塔身、底座组成，缓冲塔塔身一侧开口并设有缓冲塔出口装置，铁合金矿热炉渣通过冲制箱冲制成水渣后，通过水渣沟流入缓冲塔内，在缓冲塔内进一步冷却水淬，充分粒化。

进一步地，所述步骤四中过滤池里设有鹅卵石滤层，所述鹅卵石滤层由大小不同的鹅卵石分层布置，所述鹅卵石滤层的厚度为1～2m，所述鹅卵石的大小为2～25mm，保证过滤池中的冲渣水及时排除同时保证了过滤效果。

进一步地，所述缓冲塔烟囱下端装有冷凝装置，烟囱下端的冷凝装置用于冷却蒸汽中的水分，同时吸收蒸汽中的含硫物质，防止含硫物质直接排入环境中。

进一步地，所述出口蒸汽回收装置设置在缓冲塔出口装置末端，用于渣水混合物经缓冲塔排入过滤池时蒸汽的回收。

进一步地，所述鹅卵石滤层周围设置有工字钢保护架，所述的工字钢保护架由若干个不同规格的工字钢组成，若干个高度略高于鹅卵石滤层的工字钢保护架在过滤池内水平放置组成，所述工字钢保护架中相邻两工字钢的间隔距离小于水渣抓斗每个支抓的宽度，避免水渣抓斗和鹅卵石滤层接触，保护滤层中的鹅卵石。

进一步地，所述的一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，还包括由过滤管、渣处理泵站和渣处理水池构成的水循环系统，过滤水经过过滤管过滤，通过渣处理泵站的水泵输送到渣处理水池中，渣处理水池中的水通过水泵输送到冲制箱冲渣循环利用，节约水资源。

进一步地，所述渣处理水池设置成封闭式，减少渣处理水池中水分的蒸发损耗，防止外来杂质落入水池。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明采用0.20～0.25MPa范围的水压冲渣可以使渣达到最好的粒化效果，同时减少渣棉的生成，坡度不低于6％可以防止渣沟堵塞，保证渣水混合物顺行；

(2)本发明在水渣沟上方设有盖板，可以减少冲渣过程中产生蒸汽的溢出；

(3)本发明设有缓冲塔，可以使渣水混合物中的渣在缓冲塔内进一步冷却水淬并充分粒化，从而提高水渣的质量；

(4)本发明设有鹅卵石滤层，采用不同大小的鹅卵石分层布置，可以达到很好的过滤效果，过滤池中无存水，过滤过程中不会有蒸汽外溢，渣中含水率大大降低；

(5)本发明缓冲塔中的冷凝装置可以减少蒸汽中水分流失，减少蒸汽中含硫物质排放；

(6)本发明在缓冲塔出口装置末端设有出口蒸汽回收装置，可以进一步解决渣水混合物从缓冲塔流入过滤池过程中的蒸汽溢出问题；

(7)本发明设有工字钢保护架，采用高度略高于鹅卵石滤层的若干工字钢保护架以间隔距离小于水渣抓斗每个支抓的宽度水平放置，使水渣抓斗无法接触到鹅卵石滤层，可以保护滤层中的鹅卵石，延长鹅卵石滤层寿命；

(8)本发明设有由过滤管、渣处理泵站和渣处理水池构成的水循环系统，实现水资源的重复利用，降低运行成本，达到了节能减排的环保要求；

(9)本发明渣处理水池设置成封闭式，可以减少渣处理水池中水分的蒸发损耗，防止外来杂质落入水池。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的过滤池结构示意图；

图3为本发明的缓冲塔剖面图。

示意图中的标号说明：1、渣罐；2、熔渣沟；3、冲制箱；4、水渣沟；5、缓冲塔；6、缓冲塔出口装置；7、蒸汽回收装置；8、过滤池；9、过滤管；10、渣处理泵站；11、渣处理水池；51、冷凝装置；81、鹅卵石滤层；82、工字钢保护架。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例提供一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，包括以下步骤：

一、溢流：铁合金矿热炉渣经铁水包渣铁分离后，熔渣经过渣罐1溢流到熔渣沟2内；

二、破碎：所述的熔渣沟2内的熔渣流入水渣沟4时被冲制箱3喷出的高速水流破碎、水淬粒化，得到渣水混合物；

三、冷却：所述的渣水混合物经水渣沟4流入缓冲塔5内继续冷却；

四、过滤：所述的缓冲塔5中的渣水混合物经过缓冲塔出口装置6直接流入到过滤池8中进行过滤。

在传统铁合金矿热炉生产工艺中，铁合金渣通常采用沉淀池泡渣水淬法处理，用渣罐车将熔渣运到泡渣池，直接将高温熔渣倒入池中，炉渣遇水急冷水淬粒化，然后用抓斗将水渣抓至渣场，自然脱水后外运。该方法处理后的水渣质量差，处理过程中会产生大量的蒸汽和渣棉污染环境，处理过程中可能会有大块熔渣聚集不能迅速冷却，内部产生蒸汽，在倒渣时可能产生放炮现象，威胁人身及设备安全，且运输熔渣时的成本较高。

本实施例所提供的方法，在具体应用中，适用于锰硅铁合金的渣处理方法，如图1所示，锰硅铁合金矿热炉渣经铁水包渣铁分离后，熔渣经过渣罐1溢流到熔渣沟2内，熔渣不用经过渣罐车铁路运输，节省了许多运输投资；熔渣沟2内的熔渣流入水渣沟4时被冲制箱3喷出的高速水流破碎、水淬粒化，得到渣水混合物，用高速水流充分破碎熔渣，避免大块熔渣聚集不能迅速冷却导致放炮的现象；渣水混合物经水渣沟4流入缓冲塔5内继续冷却，保证熔渣能够充分粒化，保证了水渣质量；缓冲塔5中的渣水混合物经过缓冲塔出口装置6直接流入到过滤池8中进行过滤，将粒化处理好的渣水混合物直接在过滤池中过滤，相比于传统铁合金渣处理方法，省去了很大一部分脱水处理的时间。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作进一步的改进，所述冲制箱3在冲渣时的水压范围为0.20～0.25MPa。高炉渣冲制时的水压一般为0.12～0.15MPa，但铁合金矿热炉渣粘度大于高炉渣且温度高于高炉渣，因此需要重新确定合适的水压范围。经过多次试验调整得出水压0.20～0.25MPa为最合适的压力范围，当使用0.19MPa的水压冲渣时，铁合金熔渣不能被充分破碎，不能迅速冷却，当使用0.26MPa的水压冲渣时，开始产生渣棉，容易堵塞过滤池8，使用0.20～0.25MPa的水压冲渣，尤其是当水压为0.23MPa时对于渣的破碎粒化效果最好，同时渣棉产生量也最小。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上做进一步改进，所述水渣沟4的坡度不低于6％，坡度小于6％不利于水渣混合物的顺行，在实际应用中，采用坡度为5％的水渣沟时，使用40天左右，由于水渣沟底部沉渣增多，水渣沟内液面被抬高，水渣沟逐渐被堆死，采用坡度为7％的水渣沟时，使用90天水渣沟未发生堆死现象。同时为了保证冲渣过程中产生的蒸汽不大量外溢，冲渣时渣水混合物不乱飞溅，在水渣沟4上方设置盖板。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上作进一步的改进，所述缓冲塔5位于水渣沟4和过滤池8之间，自上而下由烟囱、塔身、底座组成，在烟囱下端装有冷凝装置51，冷凝装置51由水管和若干个喷头组成，如图3所示，在具体应用中，冷凝装置51向下喷水，冷却蒸汽中的水分，同时吸收蒸汽中的含硫物质，防止含硫物质直接排入环境中，渣水混合物经水渣沟4流入到缓冲塔5中，在缓冲塔5内进一步冷却，水淬粒化，产生的蒸汽也在缓冲塔5内冷凝回收，缓冲塔5内还可暂存一部分渣水混合物。所述缓冲塔出口装置6开在缓冲塔5一侧，用控制阀控制缓冲塔出口开口的大小，用于调节缓冲塔5内渣水混合物流入过滤池8的量。

实施例5

本实施例在实施例4的基础上作进一步改进，所述出口蒸汽回收装置7设置在缓冲塔出口装置6末端，蒸汽回收装置7由抽风管道、管道抽风机和蒸汽收集罩组成，通过抽风管道将抽风机和蒸汽收集罩连接起来，蒸汽收集罩连接在缓冲塔出口装置6，抽风机将抽得蒸汽从风机管道直接送入缓冲塔5，可防止渣水混合物流出缓冲塔5时蒸汽直接溢出到环境中，风机管道在缓冲塔冷凝装置51下方位置接入缓冲塔5，保证由蒸汽回收装置7回收后的蒸汽在缓冲塔5内冷凝、除硫后再排入环境中。

实施例6

本实施例在实施例1的基础上作进一步的改进，如图2所示，所述过滤池8里设置有鹅卵石滤层81，所述鹅卵石滤层81由大小不同的鹅卵石分层布置，所述鹅卵石的大小为2～25mm。具体布置方式为从上到下鹅卵石平均直径由小到大分层布置，直径2～4mm的鹅卵石为一层，4～8mm的鹅卵石为一层，8～16mm的鹅卵石为一层，16～25mm的鹅卵石为一层，经过多次测试，鹅卵石滤层81的总厚度在1～2m时效果较好，当滤层厚度为0.9m时，过滤后的水中杂质较多，易堵塞过滤管，过滤效果不好，当滤层厚度为2.1m时，虽然过滤后水中杂质很少，过滤干净，但滤层产水量减小，导致过滤池8中开始产生积水，影响渣中含水率。

实施例7

本实施例与实施例6相比，采用了厚度为1.5m的鹅卵石滤层，其中直径2～4mm鹅卵石滤层厚度为500mm，直径4～8mm鹅卵石滤层厚度为100mm，直径8～16mm鹅卵石滤层厚度为100mm，直径16～25mm鹅卵石滤层厚度为800mm，此时的过滤效果与其余厚度的滤层相比效果最好，过滤后的水中杂质很少，水中悬浮物含量<30mg/l，且过滤池8内无存水，过滤池8过滤时不会产生大量蒸汽，过滤后的渣含水率低于10％。

实施例8

本实施例在实施例7的基础上作进一步的改进，如图2所示，所述鹅卵石滤层周围设置有工字钢保护架82，所述工字钢保护架82由一个规格为25#A，两个规格为63#B的工字钢焊接固定而成，25#A的工字钢高度为250mm，在最上方，其中一个63#B的工字钢高度为630mm，固定在25#B工字钢的下端，另一个63#B的工字钢固定在前一个63#B工字钢的下端，上述方式所组成的工字钢保护架82总高度为1510mm，略高于实施例7中鹅卵石滤层81的厚度，针对不同厚度的鹅卵石滤层81，工字钢保护架82可以选用不同规格的工字钢根据滤层厚度组合而成。

实施例9

本实施例在实施例8的基础上作进一步的改进，用四个实施例8中所述的工字钢保护架82放置在过滤池8内，所述工字钢保护架82中相邻两工字钢的间隔距离小于水渣抓斗每个支抓的宽度，所述工字钢保护架82的工字钢放置方向与水渣抓斗的开闭方向一致。由于铁合金矿热炉渣处理系统中，绝大多数都用到的是双瓣式抓斗，所以将工字钢保护架82的工字钢放置方向与水渣抓斗的开闭方向一致，同时保证相邻两工字钢的间距小于抓斗每个支抓的宽度，可防止水渣抓斗在抓渣时抓到鹅卵石滤层81，保护了鹅卵石滤层81，增加了鹅卵石滤层81的寿命。针对不同型号的抓斗，可以用不同数量，不同间距的工字钢保护架82。

实施例10

本实施例在实施例1的基础上作了进一步改进，在步骤四后，加入了水循环步骤，由过滤管9、渣处理泵站10和渣处理水池11构成的水循环系统，过滤水经过过滤管9过滤，通过渣处理泵站10的水泵输送到渣处理水池11中，渣处理水池11中的水通过水泵输送到冲制箱3，对冲渣水进行再利用，节约水资源，节约成本。所述渣处理水池11设计成封闭式，减少渣处理水池11中水分的蒸发损耗，防止外来杂质落入水池。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，应用于渣罐(1)、熔渣沟(2)、冲制箱(3)、水渣沟(4)、缓冲塔(5)、缓冲塔出口装置(6)和过滤池(8)组成的结构中，其特征在于，包括以下步骤：

一、溢流：铁合金矿热炉渣经铁水包渣铁分离后，熔渣经过渣罐(1)溢流到熔渣沟(2)内；

二、破碎：所述的熔渣沟(2)内的熔渣流入水渣沟(4)时被冲制箱(3)喷出的高速水流破碎、水淬粒化，得到渣水混合物；

三、冷却：所述的渣水混合物经水渣沟(4)流入缓冲塔(5)内继续冷却；

四、过滤：所述的缓冲塔(5)中的渣水混合物经过缓冲塔出口装置(6)直接流入到过滤池(8)中进行过滤；

所述的过滤池(8)中有鹅卵石滤层(81)，所述鹅卵石滤层(81)由大小不同的鹅卵石分层布置，所述鹅卵石滤层(81)的厚度为1.5m，所述鹅卵石的大小为2～25mm；

所述鹅卵石滤层周围设置有工字钢保护架(82)，所述工字钢保护架(82)由一个规格为25#A，两个规格为63#B的工字钢焊接固定而成，25#A的工字钢高度为250mm，在最上方，其中一个63#B的工字钢高度为630mm，固定在25#A工字钢的下端，另一个63#B的工字钢固定在前一个63#B工字钢的下端，用四个所述工字钢保护架(82)在过滤池(8)内水平放置。

2.根据权利要求1所述的一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，其特征在于：步骤二所述的冲制箱(3)在冲渣时的水压范围为0.20～0.25MPa，所述水渣沟(4)的坡度不低于6％。

3.根据权利要求1所述的一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，其特征在于：步骤二所述的水渣沟(4)上方设有盖板。

4.根据权利要求1所述的一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，其特征在于：步骤三所述的缓冲塔(5)由烟囱、塔身和底座组成，缓冲塔(5)塔身一侧开口并设有缓冲塔出口装置(6)。

5.根据权利要求4所述的一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，其特征在于：所述缓冲塔(5)烟囱的下端装有冷凝装置(51)。

6.根据权利要求4所述的一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，其特征在于：还包括出口蒸汽回收装置(7)，所述出口蒸汽回收装置(7)设置在缓冲塔出口装置(6)末端。

7.根据权利要求1所述的一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，其特征在于：还包括由过滤管(9)、渣处理泵站(10)和渣处理水池(11)构成的水循环系统，过滤水经过过滤管(9)过滤，通过渣处理泵站(10)的水泵输送到渣处理水池(11)中，渣处理水池(11)中的水通过水泵输送到冲制箱(3)冲渣循环利用。

8.根据权利要求7所述的一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法，其特征在于：所述的渣处理水池(11)设置成封闭式。

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